Por primera vez, un equipo que incluye científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST ha utilizado haces de neutrones para crear hologramas de grandes objetos sólidos, revelando detalles sobre sus interiores de manera que los hologramas visuales ordinarios basados en luz láser no pueden.
Los hologramas, imágenes planas que cambian según la perspectiva del espectador, dando la sensación de que son objetos tridimensionales, deben su sorprendente capacidad a lo que se llama un patrón de interferencia. Toda la materia, como los neutrones y los fotones de luz, tienela capacidad de actuar como ondas ondulantes con picos y valles. Al igual que una ola de agua que golpea un espacio entre las dos rocas, una ola se puede dividir y luego volver a combinar para crear patrones de interferencia ricos en información.
Un holograma óptico se hace al hacer brillar un láser en un objeto. En lugar de simplemente fotografiar la luz reflejada desde el objeto, se forma un holograma al registrar cómo las ondas de luz láser reflejadas interfieren entre sí. Los patrones resultantes, basados en elLas diferencias de fase de las ondas el enlace es externo, o las posiciones relativas de sus picos y valles, contienen mucha más información sobre la apariencia de un objeto que una simple foto, aunque generalmente no nos dicen mucho sobre su interior oculto.
Sin embargo, los interiores ocultos son justo lo que exploran los científicos de neutrones. Los neutrones son excelentes para penetrar metales y muchas otras cosas sólidas, lo que hace que los haces de neutrones sean útiles para los científicos que crean una nueva sustancia y desean investigar sus propiedades. Pero los neutrones también tienen limitacionesNo son muy buenos para crear imágenes visuales; los datos del experimento de neutrones generalmente se expresan como gráficos que se verían en casa en un libro de texto de álgebra de la escuela secundaria. Y estos datos generalmente les informan cómo se produce una sustancia en promedio, bien siquieren saber ampliamente sobre un objeto construido a partir de un montón de estructuras repetitivas como un cristal el enlace es externo, pero no tan bueno si quieren conocer los detalles sobre un bit específico de él.
¿Pero qué pasaría si pudiéramos tener lo mejor de ambos mundos? El equipo de investigación ha encontrado la manera.
El trabajo previo del equipo, realizado en el Centro NIST para la Investigación de Neutrones NCNR, involucraba pasar neutrones a través de un cilindro de aluminio que tenía una pequeña "escalera de caracol" tallada en una de sus caras circulares. La forma del cilindro impartió un giro ael rayo de neutrones, pero el equipo también notó que los neutrones individuales del rayo cambiaban de fase dependiendo de la sección del cilindro por la que pasaban: cuanto más gruesa era la sección, mayor era el cambio de fase. Finalmente se dieron cuenta de que esto era esencialmente la información que necesitaban para crearhologramas de las entrañas de los objetos, y detallan su método en su nuevo documento.
El descubrimiento no cambiará nada sobre los juegos de ajedrez interestelares, pero se suma a la paleta de técnicas que los científicos tienen para explorar materiales sólidos. El equipo ha demostrado que todo lo que se necesita es un haz de neutrones y un interferómetro, un detector quemide patrones de interferencia: para crear representaciones visuales directas de un objeto y revelar detalles sobre puntos específicos dentro de él.
"Otras técnicas también miden características pequeñas, solo que se limitan a medir las propiedades de la superficie", dijo el miembro del equipo Michael Huber del Laboratorio de Medición Física del NIST. "Esta podría ser una técnica más prudente para medir estructuras pequeñas de 10 micrones yinterfaces enterradas dentro de la mayor parte del material "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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