Предложен метод трехмерного «фотографирования» магнитного поля при помощи нейтронов

Радиограмма магнитного поля окружающего дипольный магнит. Изображение из оригинальной статьи.

Радиограмма магнитного поля окружающего дипольный магнит. Изображение из оригинальной статьи. (кликните картинку для увеличения)

12.04.2009 (17:38)
Просмотров: 8264
Рейтинг: 1.14
Голосов: 7

Теги:
магнитное поле, нейтрон, магнетизм, томография,
Естественные науки >> Физика






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Группа ученых из Германии предложила новый способ визуализации магнитных полей. Уникальность разработанного ими метода в том, что он позволяет строить полноценные трехмерные картины полей на поверхностях объектов и внутри вещества, причем как для макро-объектов, так и для микро-мира.



Как известно, нейтроны имеют нулевой электрический заряд и благодаря этому могут достаточно глубоко проникать в вещество. Нейтронные исследования широко применяются в науке и промышленности, дополняя рентгеновские методы исследований при решении определенных практических задач.

Собственный магнитный момент нейтрона делает его чрезвычайно подверженным влиянию любых внешних магнитных полей; это означает, что нейтроны как будто бы созданы для исследования различных проявлений магнетизма. Всевозможные методики использования нейтронов для визуализации магнитных полей разрабатывались и ранее, но они ограничивались поверхностями веществ и окружающим пространством или же исследованием магнетизма как такового.

В опубликованных в журнале New Journal of Physics N11 (2009) исследованиях группа немецких ученых впервые осмелилась заглянуть внутрь самого вещества. Предложенная ими техника основывается на двух ставших уже традиционными методиках исследования: радиографии и томографии.

В самом широком смысле методика радиографии подразумевает изучение объектов при помощи определенного излучения (радиоактивного или рентгеновского). Суть метода состоит в том, что излучение проходит через объекты, каким-то образом на них рассеиваясь, и фиксируется на некой фотопленке (чувствительной к данному типу излучения). Т.к. упомянутые типы излучения проникают вглубь вещества, результирующий снимок и дает данные о том, что скрыто внутри объекта. К слову, рентгеновские снимки костей – это одно из применений методики радиографии.

Томография – более широкое понятие, определяющее подход к изучению трехмерных объектов. За исследования в этой области было вручено целых две Нобелевских премии: в 1979 году ее получили А. Кормак и Г. Хаунсфилд за разработку компьютерной томографии, а в 2003 году - Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур за создание на основе томографии методики магнитно-резонансной терапии, широко применяемой в медицине.

Приложение традиционных подходов отображения к потокам нейтронов рождает уникальную методику для «ощупывания» микроскопических магнитных явлений как внутри материи, так и в непосредственной близости от поверхности вещества. Идея метода основана на теории вращения спина поляризованных нейтронов при прохождении магнитного поля и позволяет напрямую визуализировать в пространстве действующие в веществе магнитные поля.

Для проверки новой методики были визуализированы магнитные поля, предсказанные для сверхпроводников теорией эффекта Мейснера (теория о вытеснении магнитного поля из сверхпроводника при переходе в сверхпроводящее состояние). Полученные результаты совпали с теоретическими предсказаниями, что не только подтвердило объяснение эффекта, но и дало жизнь новой методике изучения микроскопических магнитных явлений.

Нравится


Екатерина Баранова

Источники:
  • M. Dawson, I. Manke, N. Kardjilov, A. Hilger, M. Strobl and J. Banhart. Imaging with polarized neutrons. New Journal of Physics (2009), 11



самое популярное

http://laitovo.ru/ о продукции каркасных шторках на автомобильные стекла.



Rambler's Top100