Новые перспективы по изучению гравитационных и электромагнитных свойств нейтрона
Ученым НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ удалось в 10 млн. раз увеличить величину пространственного отклонения нейтрона под действием внешней силы за счет использования эффектов динамической дифракции.
Работа «Дифракционное усиление на 7 порядков эффекта Штерна – Герлаха для нейтрона в кристалле» (коллектив авторов — В. В. Воронин, С. Ю. Семенихин, Д. Д. Шапиро, Ю. П. Брагинец, В. В. Федоров, Я. А. Бердников, A. Ioffe, M. Jentschel, V. V. Nesvizhevsky) получила первую премию в конкурсе лучших научных работ НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ за 2022 год. Данная работа является продолжением ряда ярких и оригинальных работ, проводимых НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ по исследованию особенностей динамической дифракции нейтронов по Лауэ в совершенных кристаллах и применению возникающих эффектов для изучения фундаментальных свойств нейтрона.
В условиях дифракции было продемонстрировано расщепление неполяризованного нейтронного пучка на два поляризованных с противоположными направлениями спина в слабом градиенте магнитного поля (аналог эксперимента Штерна–Герлаха). Впервые экспериментально получено значение коэффициента дифракционного усиления, которое составило ~ 2×105 tgΘB, (ΘB — угол дифракции), что согласуется с теорией. Величина пространственного расщепления дифрагирующего пучка нейтронов достигла 4.1 ± 0.1 см, в то время как для свободного нейтрона расщепление составило бы ∼ 3.8 × 10−7 см при тех же условиях, соответственно, чтобы расщепиться на 4 см, пучок в пустом пространстве должен был бы пройти расстояние ~1 км, а не ~ 10 см как это было данном эксперименте.
Обнаружение данного эффекта открывает новые перспективы по изучению гравитационных и электромагнитных свойств нейтрона с новой, недостижимой ранее, точностью. А также является косвенным свидетельством того, что совершенство и однородность реально существующих кристаллических материалов, в частности кремния, гораздо выше, чем можно было бы ожидать.
Фото: сайт НИЦ «Курчатовский Институт» — ПИЯФ