2. НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА В НЕЦЕНТРОСИММЕТРИЧНЫХ КРИСТАЛЛАХ

За последнее время был достигнут определенный прогресс в исследовании взаимодействия нейтрона с нецентросимметричным кристаллом. Обнаружен целый ряд новых эффектов, что позволило предложить новый метод поиска ЭДМ нейтрона, основанный на эффекте деполяризации продифрагировавшего пучка. Однако, круг интересов не ограничивается только ЭДМ нейтрона. В частности, существуют предложения об использовании нецентросимметричных кристаллов для поиска нарушения Т-инвариантности в ядерном взаимодействии вблизи нейтронного P-резонанса. Кроме этого, обнаруженные эффекты говорят о возможности изучения целого класса новых нейтронно-оптических эффектов, связанных со взаимодействием нейтрона с нецентросимметричным кристаллом, ранее никогда экспериментально не исследовавшихся.

2.1. Наблюдение эффекта двухчастотной прецессии спина нейтрона при дифракции по Лауэ

При дифракции нейтронов по Лауэ в кристалле возбуждаются два типа нейтронных волн, которые распространяются с различными скоростями вдоль кристаллографических плоскостей.

Если такую систему поместить в магнитное поле H, спины для этих состояний, в силу различного времени пребывания в кристалле, повернутся на разные углы на толщине кристалла.

Таким образом, разность пространственных периодов прецессии для двух типов блоховских волн приводит к модуляции обычного вращения спина нейтрона в магнитном поле. Для наблюдения эффекта не требуется нецентросимметричность и можно рассмотреть плоскость (100) a-кварца (d = 4,255 Å, V_g = 2·10^-8 эВ). Для нее требуются нейтроны с длиной волны 8,5 Å.

2.2. Прямое измерение временного расщепления нейтронной волны, возбуждаемой в кристалле при динамической дифракции по Лауэ

Недавно было показано, что при дифракции по Лауэ время пребывания нейтрона в кристалле t существенно возрастает при приближении угла дифракции q_B к 90° и может достигать величины t » 1мс. При этом две блоховские волны распространяются в кристалле с разными волновыми векторами k⁽¹⁾ и k⁽²⁾ и, соответственно, разное время. Представляется интересным провести прямое измерение этой разницы с использованием времяпролетной методики, т.е. во время-пролетном спектре увидеть расщепление линии от какого-либо отражения при приближении угла Брэгга к 90°. Расчеты показывают, что для достаточно больших углов дифракции (q_B > 87°) величина этого расщепления ведет себя как ~1/(p/2-q_B)³ и может достигать (0,01-0,1) мс при t » 1 мс и толщине кристалла L = 1 см, что есть вполне измеримая величина.

2.3. Исследование спиновых осцилляций нейтрона при динамической дифракции в нецентросимметричном кристалле

При дифракции по Лауэ на системе кристал-лографических плоскостей (110) нецентросимметричного кристалла a-кварца пучок нейтронов становится полностью деполяризованным на толщине кристалла L = 3,5 см. Данное явление связано с тем, что при такой толщине спины нейтрона поворачиваются за счет Швингеровского взаимодействия на углы для каждой из двух блоховских волн, возбуждаемых в кристалле, и после кристалла оказываются направленными в противоположные стороны. Однако, такая простая и наглядная картина осуществляется только после усреднения по маятниковым осцилляциям. В нашем случае при углах Брэгга, близких к прямому, это происходит по нескольким причинам, поскольку угловой период маятниковых осцилляций много меньше угловой расходимости пучка, меньше угловой ширины мозаичности кристалла и меньше брэгговской ширины.

При обычных углах Брэгга картина существенно сложнее. Если нейтроны первоначально полностью поляризованы по оси, перпендикулярной направлению швингеровского магнитного поля , то после прохождения кристалла толщиной L направление и величина вектора поляризации нейтронного пучка будут осциллировать сложным образом с изменением угла Брэгга.

Именно эти осцилляции, вызываемые одновременным электромагнитным и ядерным взаимодействием нейтрона с кристаллом, и предлагается исследовать экспериментально. Этот эффект ранее не наблюдался. Его исследование, с одной стороны, может дать важную информацию об особенностях дифракции в присутствии сильных внутрикристаллических электрических полей, с другой стороны, появляется новая возможность определять степень несовершенства кристаллов и получать уникальную информацию о том, как несовершенства кристалла влияют на динамическую дифракцию.