Отражение нейтронов от магнитных зеркал Аспирант 3-го года: Татарский Д.А. Семинар студентов и аспирантов

План доклада Нейтроны: их свойства и источники Взаимодействие тепловых нейтронов с твердыми телами Особенности рассеяния нейтронов в зависимости от пространственного распределения магнитного поля

НЕЙТРОН СВОЙСТВА ИСТОЧНИКИ

Нейтрон Открыт Чедвиком в 1932 г. (Нобелевская премия 1935 г.) Масса: 939,565 МэВ 1,675· г Электрический заряд: нет Спин: ½ В свободном состоянии распадается. Период полураспада: 880 с

Нейтрон Магнитный момент!!! Зельдович Я Б "Классификация элементарных частиц и кварки "в изложении для пешеходов"" УФН –314 (1965) Нейтрон состоит из трех «кварков» Спин кварков: 1/2 d-кварк Электрический заряд: -1/3e u-кварк Электрический заряд: +2/3e

Источники нейтронов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВЕЩЕСТВОМ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ

Взаимодействие тепловых нейтронов с веществом Тепловые нейтроны: ~0.025 эВ, 1-10 Å Сильное взаимодействие с ядрами атомов: ядерный потенциал Электромагнитное взаимодействие с электронами: магнитный потенциал

Сильное взаимодействие Оптический потенциал Э. Ферми В.К. Игнатович, Нейтронная оптика, М., Физматлит, 2006

Гамильтониан нейтрона Phys. Rev. 53, 719 (1938)

Симметрия магнитного взаимодействия

Теорема взаимности

Теорема взаимности для неполяризованных нейтронов

КЛАССИФИКАЦИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ. ПРИМЕРЫ.

Взаимное рассеяние Коллинеарное полеКомпланарное поле Возможны процессы переворота спина (спин- флип) Уравнение Шредингера разбивается на два независимых уравнения для каждой спиновой компоненты

Невзаимное рассеяние Некомпланарное поле Если поле некомпланарно, то возможно невзаимное рассеяние

КОЛЛИНЕАРНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Отражение от полубесконечного зеркала z x y

Зеркало E 0 V0V0 z

Магнитное зеркало (коллинеарное поле) E 0 µNBµNB V0V0 µNBµNB z

Поляризатор Если магнитный потенциал равен ядерному, то пленка становится прозрачной для одной из поляризаций Поглощающий слой B

Суперзеркала-поляризаторы Fe / Si polarizing supermirror SwissNeutronics AG Neutron Optical Components & Instruments Epitaxial iron film Rev. Sci. Instrum. 84, (2013)

НЕКОЛЛИНЕАРНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Отражение от магнитного зеркала в присутствии внешнего поля J. Appl. Cryst. 45, 814–825 (2012)

Расщепление пучка. Спин-флип Зеркальный пучок Плоскость зеркала Прямой пучок Преломленный пучок со спин-флипом

НЕКОМПЛАНАРНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Два зеркала во внешнем поле

Результаты Ноябрь Февраль 2014, г.Дубна/г.Нижний Новгород

Спасибо за внимание!

Реактор ИБР-2М