Физики научились голографии нейтронами — Naked Science
21.10.2016
Редакция

Физики научились голографии нейтронами

Американские ученые разработали метод голографии крупных твердотельных объектов с помощью нейтронных пучков. Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Express.

getimage_1
©Wikipedia

Нейтрон — тяжелая элементарная частица практически без электрического заряда. Отсутствие заряда сокращает взаимодействие нейтрона с веществом и повышает его проникающую способность. Это используется в нейтронных интерферометрах: с их помощью ученые «просвечивают» разрабатываемые вещества, чтобы описать их свойства. Но этот метод подходит только для простых и небольших структур, например кристаллов — из-за повторяющихся атомных рядов, — поскольку качество визуализации в нейтронной интерферометрии остается очень низким.

 

В новой работе ученые усовершенствовали порядок использования нейтронного интерферометра. В классическом варианте два пучка направляются параллельно друг другу, затем один — опорный — проходит через призму, второй сталкивается с изучаемым объектом, после чего оба они сходятся на фотопластинке. Авторы расщепили нейтронные пучки с помощью трех светоделителей и направили их на интегратор (для измерения интенсивности) и нейтрон-чувствительную камеру. Объектом визуализации стала сферическая фазовая пластинка из алюминия.

 

Последовательная передача одного из пучков через пластинку создавала волновой «шум», структура которого зависела от локальной толщины объекта. В результате ученым удалось получить двухмерное изображение этого «шума», а затем — анимировать процесс. На анимации видно, как над и под основным пятном света возникают спиралевидные структуры, которые созданы интерферирующими паттернами в нейтронных пучках. По словам авторов, это первый случай успешной визуализации крупного твердотельного объекта с помощью нейтронов.

 

Исследователи отмечают, что сочетание метода с другими показателями нейтронной интерферометрии может помочь в создании трехмерных голограмм, по свойствам близких к оптическим. Это упростит визуализацию результатов интерферометрии и, в целом, анализ новых материалов.

 

В классическом понимании голография представляет собой группу технологий для записи, воспроизведения и переформирования волновых полей оптического электромагнитного излучения. В качестве источника света в этом случае часто используется лазер, пучок которого также расщепляется посредством светоделителей (линз и зеркал), а затем сходится на фотопластинке. Однако для «просвечивания» атомарной структуры объектов лазер не применим, хотя и позволяет получить больше информации об их внешних свойствах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

31 июля
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: