ชุมชนนิวตรอนได้ขยายตัวอย่างมหาศาลตั้งแต่นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ทำการตรวจวัดภาคตัดขวางของนิวตรอนเป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1940 นักคริสตัลโลกราฟเริ่มใช้ประโยชน์จากศักยภาพของเทคนิคใหม่นี้ในทศวรรษที่ 1950 และในไม่ช้าก็มีนักฟิสิกส์สสารควบแน่นเข้ามาร่วมด้วย การถือกำเนิดของแหล่งกำเนิดนิวตรอน “เย็น” ซึ่งให้การไหลของนิวตรอนความยาวคลื่นยาวจำนวนมาก
ดึงดูดนักเคมี
และนักชีววิทยารุ่นหลังให้สนใจการกระเจิงของนิวตรอน และในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา วิศวกร วัสดุ และนักวิทยาศาสตร์ด้านโลกได้เข้าร่วมชมรมนี้ โดยทั้งหมดถูกดึงดูดด้วยความเป็นไปได้ที่ไม่เหมือนใครที่การกระเจิงของนิวตรอนนำเสนอในสาขาของตนการกระเจิงของนิวตรอนให้ข้อมูลระดับจุลภาค
ที่ไม่เหมือนใครเกี่ยวกับโครงสร้างและไดนามิกของวัสดุ ภายในสสารควบแน่น นิวตรอนได้มีส่วนร่วมอย่างโดดเด่นในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์พื้นฐาน เช่น อำนาจแม่เหล็ก การเปลี่ยนเฟส สปินไดนามิกส์ และของไหลควอนตัม สิ่งนี้ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการเมื่อ ของแคนาดาของสหรัฐอเมริกา
แบ่งปันรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1994 สำหรับการทดลองการกระเจิงของนิวตรอนในปี 1950 นิวตรอนยังมีส่วนช่วยอย่างมากในความรู้ของเราเกี่ยวกับวัสดุที่มีความสำคัญทางเทคนิค เช่น พลาสติก โปรตีน โพลิเมอร์ เส้นใย ผลึกเหลว เซรามิก แม่เหล็กแข็ง และตัวนำยิ่งยวด
แห่งยุคหน้าจะสว่างกว่าแหล่งพัลส์ที่มีอยู่ในปัจจุบันถึง 30 เท่า และจะนำไปสู่การทดลองยุคใหม่ในสาขาวิทยาศาสตร์มากมาย ภายในฟิสิกส์ ESS สามารถตอบคำถามพื้นฐานในสาขาต่างๆ เช่น ตัวนำยิ่งยวดและจักรวาลวิทยา นอกจากนี้ ESS ยังมีประโยชน์ต่อนักวิจัยด้านชีววิทยา เคมี วิศวกรรม ธรณีวิทยา
และการแพทย์ และสามารถใช้เพื่อปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัสดุใหม่ๆ ที่สำคัญทางอุตสาหกรรมจำนวนมากพื้นฐานของนิวตรอนนิวตรอนทำปฏิกิริยากับสสารผ่านแรงทั้งสี่ ได้แก่ อันตรกิริยาที่แรง อ่อน แม่เหล็กไฟฟ้า และแรงดึงดูด อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาของพวกมันผ่านแรงสองแรงเหล่านี้
แรงนิวเคลียร์
เข้มพิสัยสั้นและโมเมนต์แม่เหล็กของพวกมัน – ที่ทำให้การกระเจิงของนิวตรอนเป็นโพรบที่ไม่เหมือนใครสำหรับการวิจัยสสารควบแน่น ข้อดีที่สำคัญที่สุดของนิวตรอนเหนือรังสีรูปแบบอื่นๆ ในการศึกษาโครงสร้างและไดนามิกในระดับจุลภาคสรุปได้ดังต่อไปนี้ นิวตรอนไม่มีประจุซึ่งช่วย
ให้สามารถทะลุทะลวงวัสดุจำนวนมากได้ พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ผ่านแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มกับนิวเคลียสของวัตถุที่กำลังตรวจสอบนิวตรอนมีโมเมนต์แม่เหล็กที่จับคู่กับการแปรผันเชิงพื้นที่ของการดึงดูดในระดับอะตอม นิวตรอนจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาโครงสร้างแม่เหล็ก ความผันผวน
และการกระตุ้นของระบบสปินพลังงานและความยาวคลื่นของนิวตรอนอาจถูกจับคู่กับพลังงานและความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับโครงสร้างและการกระตุ้นในสสารควบแน่น พลังงาน E และความยาวคลื่นlสัมพันธ์กันผ่านความสัมพันธ์ของเดอ บรอย, E = h 2 /2m n l 2โดยที่ h คือค่าคงที่
ของพลังค์และ m nคือมวลนิวตรอน พลังงาน 20.45 meV สอดคล้องกับความยาวคลื่น 2 Å นิวตรอนที่มีความยาวคลื่น 0.1-20 Å เหมาะสำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอะตอม นอกจากนี้ยังสามารถตรวจสอบสเกลพลังงานได้หลากหลาย ตั้งแต่พลังงานไมโครอิเล็กตรอนโวลต์ (µeV) ที่เกี่ยวข้อง
กับการกักเก็บ
โพลิเมอร์ ไปจนถึงการสั่นของโมเลกุลในช่วง meV ไปจนถึงการเปลี่ยน eV ภายในโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุการใช้ลำแสงนิวตรอนแบบโพลาไรซ์ ซึ่งโมเมนต์แม่เหล็กนิวตรอนทั้งหมดชี้ไปในทิศทางเดียวกัน ช่วยให้เราสามารถแยกส่วนนิวเคลียร์และแม่เหล็กออกจากการกระเจิงได้
ในระบบที่ไม่ใช่แม่เหล็ก การกระเจิงที่เชื่อมโยงกันและไม่ต่อเนื่องกันซึ่งเกิดขึ้นจากสถานะการหมุนของนิวเคลียร์ที่แตกต่างกันในอะตอมสามารถแยกออกได้นิวตรอนไม่ได้รบกวนระบบที่กำลังตรวจสอบอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงสามารถแปลผลการทดลองการกระเจิงของนิวตรอนได้อย่างชัดเจน
นิวตรอนไม่ทำลายล้างแม้แต่วัสดุชีวภาพที่บอบบางพลังการทะลุทะลวงสูงของนิวตรอนช่วยให้เราสามารถตรวจสอบวัสดุจำนวนมากและอำนวยความสะดวกในการใช้อุปกรณ์สภาพแวดล้อมตัวอย่างที่ซับซ้อน (เช่น สำหรับการสร้างแรงดัน อุณหภูมิ และสนามแม่เหล็กสุดขั้ว)
ส่วนตัดขวางการกระเจิงของนิวตรอนจะแปรผันแบบสุ่มระหว่างองค์ประกอบต่างๆ และแม้แต่ระหว่างไอโซโทป สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถสังเกตอะตอมที่เบา เช่น ไฮโดรเจนเมื่อมีอะตอมที่หนักกว่า แยกแยะธาตุที่อยู่ใกล้เคียงในตารางธาตุได้อย่างง่ายดาย และใช้ประโยชน์จากวิธีการแทนที่ด้วยไอโซโทป
และเมื่อมีการค้นพบวัสดุใหม่ที่สำคัญ เช่น ระบบเฮฟเฟอร์เมียนหรือตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง การกระเจิงของนิวตรอนมักเป็นเทคนิคแรกที่เลือกเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น นิวตรอนได้เปิดเผยโครงสร้างผลึกขั้นสุดท้ายของวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิ
การเปลี่ยนผ่านสูง (สูง -T c ) และระบุตำแหน่งของอะตอมออกซิเจนได้อย่างแม่นยำ ซึ่ง “รู” ที่มีประจุอยู่ นิวตรอนสเปกโทรสโกปีได้ให้ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับธรรมชาติของอำนาจแม่เหล็กใน high-T cวัสดุ ความสัมพันธ์ระหว่างความผันผวนของสนามแม่เหล็กกับตัวนำยิ่งยวด และบทบาทของไดนามิกของแลตทิซ
นิวตรอนให้หลักฐานด้วยกล้องจุลทรรศน์ครั้งแรกสำหรับโครงตาข่ายที่เกิดจากเส้นฟลักซ์แม่เหล็กในตัวนำยิ่งยวดแบบเดิม และมีบทบาทสำคัญในการอธิบายการกระจายความร้อนขนาดใหญ่ในวัสดุ Tc สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สนามแม่เหล็กสูงซึ่งไม่มีเทคนิคอื่นใดที่สามารถถ่ายภาพฟลักซ์ได้ เส้น (ดูรูปที่ 3)
Credit : เว็บสล็อตแท้
