Как новые нейтронные зеркала изменят будущее медицины и физики

Учёные из Университета Линчёпинга совершили прорыв в области нейтронной оптики, разработав зеркало, которое значительно повышает эффективность анализа материалов с помощью нейтронов. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances , обещает революционизировать исследования в самых разных областях — от физики до медицины.

Исследователи усовершенствовали нейтронные зеркала, покрывая кремниевую пластину сверхтонкими слоями железа и кремния с добавлением карбида бора. "Вместо того, чтобы увеличивать мощность источника нейтронов, что чрезвычайно дорого, лучше сосредоточиться на улучшении оптики," - говорит Фредрик Эрикссон, исследователь из Дивизиона физики тонких пленок Университета Линчёпинга.

Нейтроны, вместе с протонами, образуют атомные ядра и могут использоваться для анализа материалов на очень детальном уровне. Этот метод, известный как рассеяние нейтронов, проводится в специализированных лабораториях, таких как Европейский источник спалляции (ESS), строящийся в Швеции с инвестициями в размере 2 миллиардов евро.

Зеркала, разработанные исследователями, отличаются улучшенной отражающей способностью и способностью поляризовать нейтроны, что крайне важно для экспериментов. Антон Зубайер, аспирант и ведущий автор статьи, отмечает: "Наши зеркала лучше отражают нейтроны, увеличивая их количество, достигающее цели. Кроме того, они могут поляризовать нейтроны в одинаковый спин гораздо лучше, что открывает возможности для новых типов экспериментов."

Эрикссон подчеркивает, что каждый нейтрон ценен, и любое улучшение в эффективности нейтронной оптики важно для улучшения экспериментов. "Увеличивая количество нейтронов и отражая нейтроны более высоких энергий, открываются возможности для пионерских экспериментов и прорывных открытий в различных дисциплинах, включая физику, химию, биологию и медицину," - говорит он.

Новая технология зеркал на основе кремния и процесса нанесения многослойной пленки путём магнетронного распыления обещает значительное снижение фонового шума в измерениях и увеличение количества нейтронов, достигающих их цели. Это открытие не только улучшит существующие методы анализа материалов, но и способствует разработке новых типов экспериментов, расширяя границы научных исследований.