- Spectroscopie à écho de spin neutronique
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Sommaire
Introduction
La technique de Spectroscopie Neutronique à Echo de Spin (Neutron spin echo ou NSE en anglais) est proposée dès 1972 par Ferenc Mezei. Son utilisation sur la base de spectromètres à trois axes permet d'améliorer leur résolution en énergie d'au moins deux ordres de grandeur (ΔE de l'ordre du μeV).
Concept général
À la base, la technique utilise la précession de Larmor d'un moment magnétique autour de la direction d'un champ d'induction statique. Le moment en question est celui porté par le neutron et généré par le spin 1/2 qu'il porte. La fréquence angulaire de rotation du spin est donnée par la relation
- ω = γB,
où γ = 2π . 2916 kHz/G est le facteur magnétogyrique du neutron, B la norme du vecteur d'induction appliqué.
Considérons le cas d'un faisceau monochromatique de neutrons de vitesse v. S'ils volent sur une distance l où le champ B est appliqué, la phase accumulée sera donnée par
- ϕ = γBl / v = γBlλ / (mh),
où λ est la longueur d'onde associée à la vitesse v et m = 1,675 . 10-27 kg est la masse du neutron.
Applications en recherche fondamentale
- Mesure de temps de fluctuations caractéristiques dans des systèmes de nature et de taille variées.
- Détermination précise de la variation de paramètres de mailles dans des monocristaux ou des poudres, en fonction d'une contrainte extérieure donnée (température, pression, etc.). On parle alors de diffraction de Larmor.
Bibliographie
- F. Mezei, Neutron spin echo - New concept in polarized thermal neutron techniques, Zeit. Phys. 255 (1972) 146
- F. Mezei (Ed.), Neutron Spin Echo, Lecture Notes in Physics 128 (1979)
- F. Mezei, C. Pappas et T. Gutberlet (Eds.), Neutron Spin Echon Spectroscopy: Basics, trends and applications, Lecture Notes in Physics 601 (2003)
- T. Keller, B. Golub et R. Gähler, Neutron Spin Echo - A technique for high resolution neutron scattering, [1]
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