能使中子射線分辨出物體內(nèi)部更多細(xì)節(jié)的新型可移動(dòng)硅基透鏡中子干涉儀可以實(shí)現(xiàn)較厚物體內(nèi)部的細(xì)節(jié)掃描,例如上圖這塊大塊的花崗巖,新的掃描技術(shù)能夠提供足夠的細(xì)節(jié)來顯示混合在其中的四種巖石情況,圖片來源:美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究所。 如果沒有透鏡的聚焦功能,你就看不清楚一些細(xì)節(jié),無論那些鏡片是在你的眼睛里還是在顯微鏡下。聚焦中子束的一種創(chuàng)新的方式可能讓科學(xué)家們成功探索不透明物體的內(nèi)部,而且是在之前難以達(dá)到的尺寸范圍內(nèi),這可以讓他們?nèi)ヌ剿魇挛锏膬?nèi)部結(jié)構(gòu),從隕石到最尖端的材料制造的無損檢測(cè)。 這一新型技術(shù)方法近期發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)(Physical Review Letters)》上,它可以將過去一直是中子科學(xué)的支持工具轉(zhuǎn)換成一種全面的掃描技術(shù),可以在較大的物體上顯示從1納米到10微米不等的細(xì)節(jié)。該方法提供了這樣的工具,稱為中子干涉,這將是第一個(gè)可以稱為活動(dòng)的“鏡頭”,并且可放大和縮小尺寸范圍,在這這種細(xì)節(jié)范圍利用其它類型的中子掃描方法已難以探測(cè)。 更準(zhǔn)確地說,這些“鏡頭”的硅晶片作為衍射光柵,利用中子的波動(dòng)性質(zhì)。光柵分和重定向一個(gè)中子束使聲波從物體的邊緣,然后互相碰撞,創(chuàng)造一個(gè)可見的云紋干涉圖樣,這是一種具有代表性的圖樣模式,便于專家進(jìn)行原理解釋。 該方法是由國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)、國立衛(wèi)生研究院(NIH)和加拿大滑鐵盧大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)的。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院的Michael Huber說明,這種方法可以使中子干涉測(cè)量成為材料科學(xué)家工具包中最好的探索工具之一。 “我們可以在不同的尺度上觀察不同層次的大量結(jié)構(gòu),” Huber說,他是在國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院中子研究中心(NCNR)的物理測(cè)量實(shí)驗(yàn)室從事中子實(shí)驗(yàn)研究的物理學(xué)家。“這種新型掃描技術(shù)可以補(bǔ)充其他掃描技術(shù),因?yàn)樗姆直媛史浅:谩K幸环N引人注目的聚焦能力,我們不局限于看薄片材料,就像其他方法一樣,我們可以輕易地觀察一塊厚厚的巖石! |