ДИФРА́КЦИЯ НЕЙТРО́НОВ

ДИФРА́КЦИЯ НЕЙТРО́НОВ, уп­ру­гое рас­сея­ние ней­тро­нов, в ко­то­ром оп­ре­де­ляю­щую роль иг­ра­ют вол­но­вые свой­ст­ва ней­тро­на. Для Д. н. ха­рак­тер­на не­мо­но­тон­ная за­ви­си­мость ин­тен­сив­но­сти рас­сея­ния от пе­ре­дан­но­го им­пуль­са. Ка­че­ст­вен­ное опи­са­ние Д. н., так же как и в слу­чае др. вол­но­вых по­лей, сле­ду­ет из Гюй­ген­са – Фре­не­ля прин­ци­па и в этом смыс­ле ана­ло­гич­но опи­са­нию ди­фрак­ции све­та, рент­ге­нов­ских лу­чей, а так­же ди­фрак­ции элек­тро­нов и др. час­тиц. Для точ­но­го ко­ли­че­ст­вен­но­го ре­ше­ния за­да­чи о Д. н. на со­во­куп­но­сти рас­сеи­ваю­щих цен­тров (объ­ек­те) не­об­хо­ди­мо ре­шить урав­не­ние Шрё­дин­ге­ра с за­дан­ным по­тен­циа­лом взаи­мо­дей­ст­вия.

Ин­тен­сив­ность рас­се­ян­но­го из­лу­че­ния в не­ко­то­рой точ­ке про­стран­ст­ва за­ви­сит как от дли­ны вол­ны де Брой­ля λ ней­тро­нов, так и от свойств рас­сеи­ваю­ще­го объ­ек­та. Со­от­вет­ст­вен­но Д. н. при­ме­ня­ет­ся как для ис­сле­до­ва­ния или фор­ми­ро­ва­ния пуч­ков ней­тро­нов, так и для из­уче­ния строе­ния рас­сеи­ваю­ще­го ве­ще­ст­ва. В об­лас­ти боль­ших энер­гий ней­тро­на (Е≈10 МэВ, λ≈10^–14 м) Д. н. про­яв­ля­ет­ся при рас­сея­нии ней­тро­нов на атом­ных яд­рах. При ма­лых энер­гиях ней­тро­на (Е≤1 эВ, λ≥3·10–11 м) рас­сея­ние этих т. н. мед­лен­ных ней­тро­нов на яд­рах сфе­ри­че­ски сим­мет­рич­но, что свя­за­но с ма­ло­стью раз­ме­ров яд­ра (10–14 м) по срав­не­нию с дли­ной вол­ны нейт­ро­на. Ди­фрак­ция мед­лен­ных ней­тро­нов наи­бо­лее яр­ко про­яв­ля­ет­ся при рас­сея­нии на кри­стал­лах, ко­то­рые для та­ких длин волн ней­тро­на пред­став­ля­ют со­бой трёх­мер­ную ди­фрак­ци­он­ную ре­шёт­ку, и Д. н. на­блю­да­ет­ся в ви­де мак­си­му­мов ин­тен­сив­но­сти с рез­кой за­ви­си­мо­стью от λ или от уг­ла рас­сея­ния. 

Д. н. как экс­пе­рим. ме­тод наи­бо­лее ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния атом­ной и маг­нит­ной струк­тур кон­ден­си­ров. сред – кри­стал­лов, жид­ко­стей, мно­го­слой­ных струк­тур (см. Ней­тро­нография). Для это­го ис­поль­зу­ют­ся те­п­ло­вые ней­тро­ны с λ≈(1–10)·10^–10 м, ко­то­рые взаи­мо­дей­ст­ву­ют в осн. с атом­ны­ми яд­ра­ми и маг­нит­ны­ми мо­мен­та­ми элек­трон­ных обо­ло­чек ато­мов. В этом со­сто­ит от­ли­чие Д. н. от ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лу­чей или ди­фрак­ции элек­тро­нов. Ам­пли­ту­да маг­нит­но­го рас­сея­ния те­п­ло­вых ней­тро­нов за­ви­сит от ве­ли­чи­ны и вза­им­ной ори­ен­та­ции маг­нит­ных мо­мен­тов ато­ма и ней­тро­на и от век­то­ра рас­сея­ния. Д. н. наи­бо­лее эф­фек­тив­на при изу­че­нии струк­тур, со­стоя­щих из ато­мов с близ­ки­ми или, на­обо­рот, силь­но раз­ли­чаю­щи­ми­ся атом­ны­ми но­ме­ра­ми. Ди­фрак­ция те­п­ло­вых ней­тро­нов на кри­стал­лах яв­ля­ет­ся наи­бо­лее на­дёж­ным ме­то­дом, по­зво­ляю­щим оп­ре­де­лять их маг­нит­ную струк­ту­ру, т. е. аб­со­лют­ную ве­ли­чи­ну и на­прав­ле­ние маг­нит­ных мо­мен­тов ато­мов, об­ра­зую­щих кри­сталл.