Uklon nevtronov

Uklon nevtronov je možen zaradi valovne narave nevtronov. Sam uklon nevtronov je tehnologija v kateri pošiljamo na vzorec nevtrone in opazujemo interferenčne pojave. To je možno zato, ker se vsi elementarni delci obnašajo tudi kot valovi.

Valovna dolžina nevtronov

Valovno dolžino nevtronov izračunamo po enačbi, ki jo je leta 1924 uvedel francoski fizik Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie (1892 – 1987). Po tej enačbi vsakemu snovnemu delcu pripada tudi valovna dolžina, ki se določi na naslednji način:

$\lambda ={\frac {h}{p}}$

kjer je

• $h$ Planckova konstanta
• $p$ gibalna količina nevtrona

Zgodovina

Prvi poskuse z uklonom nevtronov je opravil v letu 1949 Ernest O. Wollan na grafitnem reaktorju v laboratoriju v Oak Ridgu. Pozneje se mu je pridružil še fizik Clifford Shull (1915 – 2001), ki je leta 1994 dobil tudi Nobelovo nagrado za fiziko za raziskave na področju uklona nevtronov.

Nevtroni

Nevtroni so osnovni delci, ki se nahajajo skoraj v vseh atomih. Če hočemo opazovati uklon nevtronov na vzorcu snovi, moramo uporabiti proste nevtrone, ki pa jih v naravi običajno ne najdemo, ker imajo omejen razpolovni čas (življenjsko dobo). Nevtroni reagirajo s snovjo drugače kot rentgenski žarki, ki delujejo v glavnem na elektronski oblak, ki obdaja atom. Zaradi tega je intenzivnost uklonjenih žarkov večja za atome z večjim atomskim številom. Jedro atoma neposredno vpliva na vpadajoče nevtrone. Uklon je odvisen od izotopov v vzorcu. Pogosto se tudi zgodi, da lahki atomi bolj povečajo jakost uklonjenega žarka kot pa težji (z večjim atomskim številom). Druga večje razlika v primerjavi z uklonom rentgenskih žarkov, je v tem, da se nevtronim uklanjajo na jedru, ki je zelo majhno.

Tehnologija

Kot vir nevtronov se običajno uporablja jedrski reaktor ali kakšne drug vir, ki daje proste hitre nevtrone. V jedrskem reaktorju dobimo proste nevtrone kot rezultat jedrske cepitve. Za opazovanje uklona nevtronov potrebujemo še vzorec, na katerem opazujemo uklon, in primeren detector. Vzorec je v primerjavi z vzorci za opazovanje uklona [frentgenski žarki|rentgenskih žarkov]] mnogo večji. Nevtrone z določeno valovno dolžino dobimo s pomočjo naprave, ki jo imenujemo kristalni monokromator.

Magnetno sipanje

Čeprav so nevtroni nevtralni, jim pripada spin. Zaradi tega pride do medsebojnega vpliva z magnetnim momentum. Uklon nevtronov lahko torej razkrije magnetno strukturo smovi.

Glej tudi

• uklon
• uklon elektronov

Zunanje povezave

• Opis uklona nevtronov (angleško)
• Shull in uklon nevtronov (angleško)