Инновационный способ фокусировки нейтронных лучей, разработанный Национальным институтом стандартов и технологий, может позволить ученым зондировать внутреннее пространство непрозрачных объектов в ранее недоступном диапазоне размеров без повреждения образца.
Метод, описанный в Physical Review Letters, может превратить вспомогательный инструмент нейтронной науки в полноценную технологию сканирования. Речь идет о нейтронной интерферометрии, уточняет eurekalert.org.
«Линзы» представляют собой тонкие кремниевые пластины, действующие как дифракционные решетки. Они используют преимущества волнообразных свойств нейтронов. Решетки разделяют и перенаправляют луч, чтобы волны отталкивались от краев объекта, а потом сталкивались, создавая его видимую муаровую интерферограмму, которую эксперты легко интерпретируют.
Помимо НИСТ, в разработке технологии участвовали сотрудники Национальных институтов здравоохранения и канадского Университета Ватерлоо. По мнению Майкла Хубера, подход может превратить нейтронную интерферометрию в один из лучших исследовательских инструментов на вооружении материаловедов.
«Мы можем рассмотреть структуру на других уровнях и масштабах, — сказал физик из НИСТ. – Метод демонстрирует отличную фокусировку, и мы не ограничены только тонкими образцами. Мы можем заглянуть внутрь каменной глыбы».
Для фокусировки нейтронного луча, интерферометру требуется правильно вырезанный кристалл из дорогого, высококачественного кремния. К несчастью, подходящие структуры блокируют большинство попадающих в них частиц. Лучу требуется много времени, чтобы послать достаточное количество нейтронов для получения точного индекса рефракции. Новый подход решает эти проблемы, используя 3 тонкие кремниевые решетки вместо дорогого кристалла. Под микроскопом поверхность каждого элемента выглядит как расческа с короткими, близко посаженными зубцами. Решетки не только позволяют пройти всему лучу, но и расширяют возможности фокусировки за счет подвижности.
Авторы уже успешно просканировали внутренности гранитного блока, содержащего примеси 4 разных минералов. Технология позволила увидеть их точное положение. Но для полноценного внедрения метода требуется 4 различных апертуры, через которые будет проходить луч. Пока у авторов есть только одна, с диапазоном 1 нм – 10 мкм, так что изображение остается размытым. Но ученые продолжают модернизировать технологию.
Ваше мнение