Нейтронный микроскоп позволит заглянуть вглубь вещей

Современные нейтронные микроскопы в большинстве своем сродни «пинхолам»: поток частиц просто проходит сквозь небольшое отверстие, позволяя получить не слишком четкое изображение. Для получения изображений с большим разрешением в подобных системах не хватает «нейтронной линзы». Но каким образом можно сфокусировать поток нейтронов, которые почти не взаимодействуют с материей?

Решение аналогичной проблемы для рентгеновских лучей, которые тоже довольно слабо взаимодействуют с материей, было предложено более полувека назад. Концепция, получившая воплощение в оборудовании рентгеновской обсерватории Chandra, может быть модифицирована и для создания нейтронных систем.

Известно, что свет может отражаться от совсем не «зеркальных» поверхностей, когда падает на них под малым углом. Точно также зеркала со специальным покрытием могут отражать нейтроны.

Инструмент, разработанный исследователями из MIT, содержит несколько таких отражающих поверхностей, имеющих форму цилиндров, вставленных один в другой. Такая комбинация позволяет увеличить суммарную площадь отражающей поверхности и улучшить качество работы нейтронного микроскопа в полсотни раз, получив более четкие изображения с помощью относительно компактного инструмента.

Прототип микроскопа сначала был разработан и оптимизирован в виде виртуального проекта, а затем небольшая установка была построена «вживую», чтобы доказать работоспособность концепции. В планах разработчиков — построить полноразмерную оптимизированную систему нейтронной микроскопии в сотрудничестве с NIST (Национальным институтом стандартов и технологий США), где уже эксплуатируются экспериментальные установки, использующие пучки нейтронов. Технология, разработанная в MIT, может быть применена не только для получения микроскопических изображений, но и в других экспериментах, где так или иначе используется рассеяние нейтронов.

По сообщению MIT News