Свет мой, зеркальце, скажи: нейтронное зеркало c карбидом бора открывает новые возможности для ученых

Ученые из Швеции разработали новый способ создания многослойных зеркал для нейтронов, добавив карбид бора к слоям железа и кремния. Исследование, проведенное под руководством Антона Зубайера из Университета Линчёпинга, показало, что такая модификация делает устройство более отражающим и поляризующим для пучков нейтронов, особенно на больших углах рассеяния.

Нейтронная наука занимается исследованием рассеяния медленных нейтронов от образцов, что позволяет определять атомную структуру материалов и исследовать их динамические и магнитные свойства. Для некоторых экспериментов необходимы поляризованные нейтронные пучки, создание которых представляет собой вызов.

Традиционно для поляризации нейтронов используются зеркала из чередующихся слоев железа и кремния. Однако, из-за сложностей с созданием атомарно ровных границ между слоями, эффективность таких зеркал снижается при больших углах рассеяния. Использование сильных внешних магнитных полей для повышения эффективности зеркал не всегда возможно из-за воздействия на исследуемые образцы.

Новый метод, предложенный Зубайером и коллегами, предполагает добавление к слоям железа и кремния карбида бора, обогащенного изотопом бора-11. Это позволило создать зеркало с более четкими границами между слоями и уменьшить количество несовершенств, делая его более отражающим и поляризующим без необходимости применения внешних магнитных полей. Таким образом, зеркало может быть размещено ближе к образцам, что способствует повышению качества экспериментальных результатов.

Улучшенные характеристики нового зеркала открывают путь к проведению более эффективных экспериментов с использованием поляризованных нейтронных пучков, что может привести к новым открытиям в физике, химии, биологии и медицине. Исследование опубликовано в журнале Science Advances .