Spin echo spektroskopia neutronowa – Wikipedia

after-content-x4

. Spin echo spektroskopia neutronowa ( Echo obrotu neutronowego Lub Nse w języku angielskim) jest techniką spektroskopii zaproponowaną w 1972 roku przez Ferenca Mezei. Dedykowane instrumenty umożliwiają badanie stosunkowo powolnych zjawisk w skali mikroskopowej, z charakterystycznymi czasami do kilkuset nanosekund. Jego zastosowanie na podstawie trzech osi spektrometrów poprawia również rozdzielczość energii co najmniej dwóch rzędów wielkości (

{DisplayStyle Delta}

$Delta$ E oni są tobą

{DisplayStyle Mu}

$mu$ Ten).

Zasadniczo technika wykorzystuje precesję larmora magnetycznego momentu wokół kierunku statycznego pola indukcyjnego. Chwila, o której mowa, przenoszona przez neutron i generowane przez 1/2 spinu, który nosi. Częstotliwość kątowa obrotu spinu jest podana przez związek

${DisplayStyle Omega = 2pi Gamma B}$

${displaystyle omega =2pi gamma B}$ W

Lub

{DisplayStyle Gamma}

$gamma$ = 2916 Hz.g ^-Pierwszyjest współczynnikiem magnetowidów w neutronie,

{DisplayStyle B}

$B$ zastosowany standard wektora indukcyjnego.

Rozważ przypadek monochromatycznej wiązki neutronów prędkości

{DisplayStyle v}

$v$ . Jeśli latają na odległość

{displayStyle l}

$l$ gdzie pole

{DisplayStyle B}

$B$ jest stosowany, nagromadzona faza będzie podana przez

${DisplayStyle non -= {frac {gamma blmlambda} {h}}}}$

${displaystyle phi ={frac {gamma Blmlambda }{h}}}$ W

Lub

{DisplayStyle Lambda}

$lambda$ Czy długość fali jest związana z prędkością

{DisplayStyle v}

$v$ W

{DisplayStyle M}

$m$ = 1675. dziesięć ^-27kg masa neutronów i

{DisplayStyle H}

$h$ = 6626. dziesięć ^-34J.s The Planck Constant. Widzimy to dla wartości

{DisplayStyle BL}

${displaystyle Bl}$ wystarczająco wysoki, pomiar fazy

{DisplayStyle Phi}

$phi$ oferować dokładną ocenę długości fali

{DisplayStyle Lambda}

$lambda$ . Ta właściwość jest podstawą spektroskopii z echem spinu neutronicznego. Rzeczywiście, w takim spektrometrze obejmuje to wstawienie próbki między dwoma obszarami tej samej długości, w których panuje identyczne pole magnetyczne, ale w przeciwnych kierunkach. Możemy wykazać, że całkowita faza mierzona po wyjściu tego urządzenia jest pisana

${DisplayStyle phi = {frac {gamma Bl} {v}} = {frac {gamma Blm} {h}} ~. ~ Left (Lambda _ {1} -Lambda _ {2} w prawo)}}}}$

${displaystyle phi ={frac {gamma Bl}{v}}={frac {gamma Blm}{h}}~.~left(lambda _{1}-lambda _{2}right)}$

gdzie znak „-” wynika z faktu, że dwa pola magnetyczne wskazują na przeciwne kierunki i

{DisplayStyle Lambda _ {1,2}}

${displaystyle lambda _{1,2}}$ jest długością fali neutronu odpowiednio przed i po interakcji z próbką. Jeśli neutrony nie wymieniają energii z próbką, to

{DisplayStyle Lambda _ {1} = Lambda _ {2}}

${displaystyle lambda _{1}=lambda _{2}}$ a więc

{DisplayStyle phi = 0}

${displaystyle phi =0}$ . W przeciwnym razie możemy wykazać, że w granicach niskich transferów energii

{DisplayStyle Hbar Omega}

${displaystyle hbar omega }$ W porównaniu z energią kinetyczną padających neutronów, mamy

${DisplayStyle non -= {frac {gamma Blm^{2} Lambda^{3} om} {2pi H^{2}}} = omega ~. ~ Tau _ {nse}}}}}}}}}}}$

${displaystyle phi ={frac {gamma Blm^{2}lambda ^{3}omega }{2pi h^{2}}}=omega ~.~tau _{NSE}}$

Lub

{DisplayStyle tau _ {nse}}

${displaystyle tau _{NSE}}$ to czas Spin-echo (lub Fourier) jest parametrem instrumentalnym, który w tym przypadku podaje czasową rozdzielczość miary. To przedstawia zależność sześcienną w

{DisplayStyle Lambda}

$lambda$ . Dlatego będziemy zainteresować się pracą z najwięcej zimno możliwy.

W praktyce skomponowany jest spektrometr echo obrotu neutronicznego (w kierunku ścieżki neutronów, to znaczy ze źródła do detektora):

z selektora prędkości, wirnik skrzydeł helicoidalnych wyłożony materiałem chłonnym, który umożliwia uzyskanie przybliżonej wiązki monochromatycznej ( ${DisplayStyle Delta Lambda /Lambda _ {0}}$
polaryzatora (ogólnie z supermicoirami), który pozwala filtrować określony stan wirowania poprzez odrzucenie drugiego (w praktyce uzyskuje się 90-95%wiązkę spolaryzowaną),
zakręcony ${DisplayStyle PI /2}$
z pierwszego elektromagnesu Precesji,
serii cewek korekcyjnych wokół obszaru, w którym znajduje się próbka, umożliwiając zachowanie początkowej fazy neutronów, a tym samym unikać, że jest ona modyfikowana przez coś innego niż interakcja, którą życzymy obserwować,
drugiego elektromagnesu Precesji,
drugiego piegowatego ${DisplayStyle PI /2}$
analizator, podobny do polaryzatora,
i wreszcie detektor neutronów.

Zmierzona ilość to ostateczna polaryzacja wiązki, która jest pisana

${DisplayStyle p = Langle cos phi rangle = int cos lewy (omega .tau _ {nse} right) fleft (Omega right) Domega}$

${displaystyle P=langle cos phi rangle =int cos left(omega .tau _{NSE}right)fleft(omega right)domega }$

Lub

{DisplayStyle Fleft (Omega Right)}

${displaystyle fleft(omega right)}$ jest funkcją rozkładu możliwych transferów energii. W rozpowszechnianiu neutronów ta funkcja jest pisana

{DisplayStyle Sleft (Omega Right)}

${displaystyle Sleft(omega right)}$ i nazywa się Funkcja dyfuzji Lub Współczynnik struktury dynamicznej . Zatem w poprzednim równaniu rozpoznajemy rzeczywistą część transformacji Fouriera tej funkcji dyfuzji.

Jeśli na przykład,

{DisplayStyle Sleft (Omega Right)}

${displaystyle Sleft(omega right)}$ przedstawia profil Lorentzien tego typu

${DisplayStyle Sleft (Omega right) = {frac {1} {pi}} cdot {frac {gamma} {gamma ^{2}+omega ^{2}}}}$

${displaystyle Sleft(omega right)={frac {1}{pi }}cdot {frac {Gamma }{Gamma ^{2}+omega ^{2}}}}$ W

Więc otrzymujemy

${DisplayStyle p = exp lewy (-gamma .tau _ {nse} right)}$

${displaystyle P=exp left(-Gamma .tau _{NSE}right)}$ W

Albo wykładniczy spadek. Pomiar polaryzacji

{DisplayStyle P}

$P$ pod względem

{DisplayStyle tau _ {nse}}

${displaystyle tau _{NSE}}$ informuje o charakterystycznym czasie związanym z badanym zjawiskiem

{DisplayStyle tau _ {0} = 1/gamma}

${displaystyle tau _{0}=1/Gamma }$ (Na przykład prędkość obrotu cząsteczek w cieczy, czas fluktuacji spinu, żywotność fononu, itp. ).

Charakterystyczne fluktuacyjne pomiar czasu w różnych systemach natury i wielkości: dynamika spinu w układach magnetycznych, reputacja makrocząsteczek, mechanizmy dyfuzji w cieczach itp.
Precyzyjne określenie zmienności parametrów siatki w monokryształach lub proszkach, jako funkcja danego ograniczenia zewnętrznego (temperatura, ciśnienie, itp. ). Następnie rozmawiamy o Dyfrakcja Larmora .

W L’Institute Laue-Langevin (Grenoble, Francja): In11 W W 15 W In22/Zeta W OSA
W Léon Brillouin Laboratory (Gif Sur Yvette, Francja): Muzy
(W) Au Maier-Leibnitz Center (Garching niedaleko Monachium, Allteragne): J-NSE W Rezeda W Trisp
(W) L’Ellangeolt-Clubs Belin (Berlin, Alling): V2/flexx
(W) Do źródła spalania neutronowego (Oak Ridge, Stany Zjednoczone): Nse
(W) W J-PARC (Ibaraki, Japonia): Vin Rose (w budowie)

F. pole, Echo spinu neutronowego – nowa koncepcja w spolaryzowanych technikach neutronowych termicznych , Czas. Phys. 255 (1972) 146
F. Mezei (red.), Echo obrotu neutronowego , Uwagi wykładowe w fizyce 128 (1979)
F. Mezei, C. Pappas i T. Gutberlet (red.) Sprzedaż spinów neutronowych: podstawy, trendy i zastosowania , Uwagi wykładowe w fizyce 601 (2003)
T. Keller, B. Golub i R. Gähler, Echo spinu neutronowego – technika rozpraszania neutronów o wysokiej rozdzielczości W [Pierwszy]

Spin echo spektroskopia neutronowa – Wikipedia

Recent Posts

Recent Comments

Archives

Categories

Meta