न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर

भौतिकी में, न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर एक इंटरफेरोमीटर है जो न्यूट्रॉन को विवर्तन करने में सक्षम होता है, जिससे न्यूट्रॉन की तरंग जैसी प्रकृति और अन्य संबंधित घटनाओं का पता लगाया जा सकता है।

इंटरफेरोमेट्री
इंटरफेरोमेट्री स्वाभाविक रूप से वस्तु की तरंग प्रकृति पर निर्भर करती है। जैसा कि डी ब्रोगली ने अपने पीएचडी थीसिस में बताया कि, न्यूट्रॉन सहित कण, तरंगों (तथाकथित तरंग-कण द्वैत, जिसे अब क्वांटम यांत्रिकी के सामान्य संरचना में समझाया गया है) की तरह व्यवहार कर सकते हैं। भिन्न-भिन्न व्यतिकरणमापी पथों के तरंग प्रकार्य सुसंगत रूप से निर्मित और पुनर्संयोजित होते हैं जिन्हें विवर्तन के गतिकीय सिद्धांत के अनुप्रयोग की आवश्यकता होती है। न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर एक्स-रे इंटरफेरोमीटर के समकक्ष हैं और थर्मल न्यूट्रॉन न्यूट्रॉन विकिरण से संबंधित मात्रा या लाभों का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

अनुप्रयोग
न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर का उपयोग न्यूट्रॉन वेवफंक्शन पर मिनट क्वांटम यांत्रिक प्रभावों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है जैसे कि अहरोनोव बोहम प्रभाव गुरुत्वाकर्षण का अध्ययन एक प्राथमिक कण पर अभिनय करता है, पृथ्वी का न्यूट्रॉन घूर्णन एक क्वांटम प्रणाली पर कार्य करता है और उन्हें न्यूट्रॉन चरण इमेजिंग और विवर्तन के गतिशील सिद्धांत के परीक्षणों के लिए प्रायुक्त किया जा सकता है।

निर्माण
एक्स-रे इंटरफेरोमीटर की तरह, न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर सामान्यतः सिलिकॉन एक बड़े क्रिस्टल से बने होते हैं, जो अधिकांश 10 से 30 या अधिक सेंटीमीटर व्यास और 20 से 60 सेमी या अधिक लंबाई में होते हैं। आधुनिक अर्धचालक विधि बड़े एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन बाउल (क्रिस्टल) को आसानी से उगाने की अनुमति देती है। चूँकि बाउल एकल क्रिस्टल है, इसलिए बाउल में परमाणुओं को नैनोमीटर के छोटे अंशों या पूरे बाउल पर एक एंग्स्ट्रॉम के अंदर त्रुटिहीन रूप से संरेखित किया जाता है। इंटरफेरोमीटर सिलिकॉन के तीन स्लाइस को छोड़कर सभी को हटाकर बनाया गया है, जो आधार द्वारा सही संरेखण में रखा गया है। (छवि) न्यूट्रॉन पहले स्लाइस पर टकराते हैं, जहां, क्रिस्टल संरचना से विवर्तन द्वारा, वे दो बीमों में अलग हो जाते हैं। दूसरे स्लाइस पर, वे फिर से विवर्तित हो जाते हैं, जिसमें दो बीम तीसरे स्लाइस पर जारी रहते हैं। तीसरे स्लाइस पर, बीम पुन: संयोजित होते हैं, रचनात्मक या विनाशकारी रूप से हस्तक्षेप करते हुए, इंटरफेरोमीटर को पूरा करते हैं। तीन स्लाइसों के त्रुटिहीन, एंगस्ट्रॉम-स्तर संरेखण के बिना, हस्तक्षेप के परिणाम अर्थपूर्ण नहीं होंगे।

ठंडा न्यूट्रॉन
1980 के दशक में पहला न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर प्रयोग किया गया था। ठंडे न्यूट्रॉन के साथ प्रयोग हाल ही में हुए हैं।

वर्तमान में, ठंडे और अतिशीत न्यूट्रॉन के लिए न्यूट्रॉन इंटरफेरोमीटर डिजाइन किया गया और सफलतापूर्वक चलाया गया। इस स्थिति में न्यूट्रॉन-ऑप्टिकल घटकों में तीन झंझरी सम्मिलित हैं। वे कृत्रिम रूप से होलोग्राफिक रूप से उत्पादित होते हैं, अर्थात्, प्रकाश-ऑप्टिक दो-तरंग हस्तक्षेप सेटअप के माध्यम से फोटो-न्यूट्रॉन-अपवर्तक बहुलक को रोशन करते हैं। ऐसे प्रयोग के लिए यांत्रिक स्थिरता और गणना दर महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, कुशल, तापीय और यांत्रिक रूप से स्थिर ऑप्टिकल उपकरणों की आवश्यकता होती है।

संदर्भ

 * V. F. Sears, Neutron Optics, Oxford University Press (1998).
 * H. Rauch and S. A. Werner, Neutron Interferometry, Clarendon Press, Oxford (2000).