V. Neutronová interferometrie KOTLÁŘSKÁ 26. BŘEZNA 2008 F4110 Kvantová fyzika atomárních soustav letní semestr 2007 - 2008.

Prezentace na téma: "V. Neutronová interferometrie KOTLÁŘSKÁ 26. BŘEZNA 2008 F4110 Kvantová fyzika atomárních soustav letní semestr 2007 - 2008."— Transkript prezentace:

1 V. Neutronová interferometrie KOTLÁŘSKÁ 26. BŘEZNA 2008 F4110 Kvantová fyzika atomárních soustav letní semestr 2007 - 2008

2 Úvodem Planckova konstanta od teď bude rozhodující budeme sledovat komplementaritu částice – vlna nejprve kvalitativní pohled na de Broglieho/Schrödingerovy vlny pak něco o neutronech neutronová interference – mezi nejkrásnějšími pokusy s vlnovými vlastnostmi částic teoretický přístup fysikální optiky – analogický teorii optického Machova-Zehnderova interferometru

3 Schrödingerovy vlny

4 4 Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice velikost lokálního vlnového vektoru

5 5 Schrödingerovy vlny Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice velikost lokálního vlnového vektoru

6 6 Schrödingerovy vlny Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice velikost lokálního vlnového vektoru

7 7 Schrödingerovy vlny Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice

8 8 Schrödingerovy vlny Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice velikost lokálního vlnového vektoru

9 9 Schrödingerovy vlny Volná částice: rovinná vlna tomu odpovídá Schrödingerova rovnice Částice ve vnějším poli: stacionární řešení de Broglie dvě řešení … stoj. vlna volba počátku energií 1. řádu v čase … poč. podm. lineární … princip superposice velikost lokálního vlnového vektoru Užitečný pojem, pokud se mění plavně v prostoru 

10 10 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice vln. klubka

11 11 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice stacionární řešení vln. klubka stacionární vlny

12 12 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice stacionární řešení plavně se měnící lokální vlnový vektor vln. klubka stacionární vlny

13 13 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice stacionární řešení vln. klubka stacionární vlny klasické trajektorie plavně se měnící lokální vlnový vektor

14 14 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice stacionární řešení vln. klubka stacionární vlny klasické trajektorie vlastně Fresnelova aproximace fys. optiky plavně se měnící lokální vlnový vektor

15 15 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Částice ve vnějším poli: Schrödingerova rovnice stacionární řešení vln. klubka stacionární vlny klasické trajektorie vlastně Fresnelova aproximace fys. optiky INDEX LOMU plavně se měnící lokální vlnový vektor

16 16 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Fresnelova aproximace fys. optiky … obvyklý způsob interpretace experimentů klasické trajektorie

17 17 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Fresnelova aproximace fys. optiky … obvyklý způsob interpretace experimentů ELEKTRONOVÉ OPTICKÉ B I P R I S M A klasické trajektorie

18 18 Schrödingerovy vlny – kvasiklasická aproximace Fresnelova aproximace fys. optiky … obvyklý způsob interpretace experimentů ELEKTRONOVÉ OPTICKÉ B I P R I S M A klasické trajektorie s A s B

19 Neutrony

20 20 Proč právě neutronová interferometrie Jistě i jiné částice byly použity … neutrony ale poskytují mimořádně citlivé interferometrické metody posloužily k provedení ojediněle krásných experimentů částicenábojhmotnostspinmagn. momentdoba života elektron- em e = 0,00055 u½ 1,001  e stabilní proton+ e1,00782 u½ 2,793  p stabilní neutron01,00866 u½ -1,913  p 932 s

21 21 Proč právě neutronová interferometrie Jistě i jiné částice byly použity … neutrony ale poskytují mimořádně citlivé interferometrické metody posloužily k provedení ojediněle krásných experimentů částicenábojhmotnostspinmagn. momentdoba života elektron- em e = 0,00055 u½ 1,001  e stabilní proton+ e1,00782 u½ 2,793  p stabilní neutron01,00866 u½ -1,913  p 932 s dalekodosahové Coulombické síly

22 22 Proč právě neutronová interferometrie Jistě i jiné částice byly použity … neutrony ale poskytují mimořádně citlivé interferometrické metody posloužily k provedení ojediněle krásných experimentů částicenábojhmotnostspinmagn. momentdoba života elektron- em e = 0,00055 u½ 1,001  e stabilní proton+ e1,00782 u½ 2,793  p stabilní neutron01,00866 u½ -1,913  p 932 s V látce neutron interaguje prostřednictvím jaderných sil nebo magn. momentu … kontaktní interakce. Většinou spíše slabá. Jinak prochází téměř volně Žádoucí vlnová délka např. 1.8 Å = 0.18 nm částiceenergie eVrychlost m/s elektron46.44 041 000 neutron0.0253 = 293 k B 2 200 dalekodosahové Coulombické síly

23 23 Proč právě neutronová interferometrie Jistě i jiné částice byly použity … neutrony ale poskytují mimořádně citlivé interferometrické metody posloužily k provedení mimořádně krásných experimentů částicenábojhmotnostspinmagn. momentdoba života elektron- em e = 0,00055 u½ 1,001  e stabilní proton+ e1,00782 u½ 2,793  p stabilní neutron01,00866 u½ -1,913  p 932 s V látce neutron interaguje prostřednictvím jaderných sil nebo magn. momentu … kontaktní interakce. Většinou spíše slabá. Jinak prochází Žádoucí vlnová délka např. 1.8 Å = 0.18 nm částiceenergie eVrychlost m/s elektron46.44 041 000 neutron0.0253 = 293 k B 2 200 tepelné neutrony snadno se získají termalisací neutronů ze zdroje rozumně velká klubka prolétající aparaturou 0.1 m urazí za 45 mikrosekund, velmi pohodlná doba žije mnohem déle, než trvá jeho průchod aparaturou

24 Experimenty s interferencí neutronů

25 25 Tři příklady aparatur … které nemáme dnes na mysli ohyb na dvojštěrbině otázka: proč zrovna bor jako materiál pro dvojštěrbinu neutronové biprisma všimněte si ale biprismatu. jsou to opravdové křemenné hranoly, ale uspořádané jako rozptylka: index lomu n < 1 magnetický rozptyl na mřížce domén v železe tato mřížka vzniká v železe spontánně a je dostatečně pravidelná pro vznik interferencí

26 26 Tři příklady aparatur … které nemáme dnes na mysli ohyb na dvojštěrbině otázka: proč zrovna bor jako materiál pro dvojštěrbinu neutronové biprisma všimněte si ale biprismatu. jsou to opravdové křemenné hranoly, ale uspořádané jako rozptylka: index lomu n < 1 magnetický rozptyl na mřížce domén v železe tato mřížka vzniká v železe spontánně a je dostatečně pravidelná pro vznik interferencí

27 27 neutronová dvojštěrbina jednoduchá štěrbina

28 28 neutronová dvojštěrbina dvojitá štěrbina jednoduchá štěrbina

29 29 neutronové biprisma: srovnání ELEKTRONOVÉ NEUTRONOVÉ OPTICKÉ B I P R I S M A

30 Neutrony: Mach-Zehnderův interferometr

31 31 Inspirace z fysikální optiky: Interferometr systému Mach-Zehnder Uvedené systémy pro interferenci neutronů nedávaly prostorově oddělené dráhy, do kterých by se daly vkládat vzorky, kompensační a justační členy atd. V optice však byl takový systém dávno znám: Mach-ZehnderRoschdestwenski Čím se liší: u MZ jsou paralelní dvojice MM, PP, u R zase MP, MP. Vzájemné natočení obou dvojic určuje šířku interferenčních proužků v prostoru. Čím je úhel menší, proužky jsou širší. Oba svazky jsou symetrické … stejný počet odrazů i průchodů, stejné dráhy, které lze ještě dokompensovat

32 32 Optický interferometr systému Mach-Zehnder Uvedené systémy pro interferenci neutronů nedávaly prostorově oddělené dráhy, do kterých by se daly vkládat vzorky, kompensační a justační členy atd. V optice však byl takový systém dávno znám: Mach-ZehnderRoschdestwenski Čím se liší: u MZ jsou paralelní dvojice MM, PP, u R zase MP, MP. Vzájemné natočení obou dvojic určuje šířku interferenčních proužků v prostoru. Čím je úhel menší, proužky jsou širší. Oba svazky jsou symetrické … stejný počet odrazů i průchodů, stejné dráhy, které lze ještě dokompensovat Známá aplikace: měření anomální disperse v atomových parách kyvety pára prázdné

33 33 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) Uskutečnitelný díky rozvoje křemíkové technologie pro polovodičový průmysl. Už tenkrát uměli vypěstovat monokrystal křemíku o průměru 8 i 10 cm (3 a 4 inche) a s vysokou dokonalostí Dnes jsou Si monokrystaly základem mezinárodních metrologických systémů – určení Avogadrovy konstanty atd. monokrystal ve tvaru válce

34 34 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) Uskutečnitelný díky rozvoje křemíkové technologie pro polovodičový průmysl. Už tenkrát uměli vypěstovat monokrystal křemíku o průměru 8 i 10 cm (3 a 4 inche) a s vysokou dokonalostí Dnes jsou Si monokrystaly základem mezinárodních metrologických systémů – určení Avogadrovy konstanty atd. monokrystal ve tvaru válce z něj se vyřeže interferometr jako celek i vzdálené oblasti při pečlivé práci uchovají krystalografické uspořádání na dálku

35 35 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) Uskutečnitelný díky rozvoje křemíkové technologie pro polovodičový průmysl. Už tenkrát uměli vypěstovat monokrystal křemíku o průměru 8 i 10 cm (3 a 4 inche) a s vysokou dokonalostí Dnes jsou Si monokrystaly základem mezinárodních metrologických systémů – určení Avogadrovy konstanty atd.

36 36 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) schema průchodu neutronového svazku schema průchodu světla Mach-Zehnederovým interferometrem

37 37 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) schema průchodu neutronového svazku schema průchodu světla Mach-Zehnederovým interferometrem SYMETRICKÉ USPOŘÁDÁNÍ PAPRSKŮ FÁZOVÝ KOMPENZÁTOR

38 38 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) BRAGGOVY REFLEXE krystalové roviny ve směru osy interferometru

39 39 Si neutronový interferometr podle Bonseho a Raucha (1974) BRAGGOVY REFLEXE krystalové roviny ve směru osy interferometru V e skutečnosti složitá úloha z dynamické teorie difrakce, klade přísné podmínky na přesnost zhotovení interferometru

40 40 Celé zařízení schema z r. 1974

41 41 Celé zařízení schema z r. 1974 KOMPLEMENTARITA V PRAXI termalisace lokalis. r částice kolimace neurčité monochromatisace vlna p dopadající svazek neurčité vlastní experiment vlna p interference vycházející svazky neurčité detekce – redukce lokalis. r ztráta kvantové částice koherence

42 42 Malá odbočka – co je Q komplementarita schema z r. 1974 KOMPLEMENTARITA V PRAXI termalisace lokalis. r částice kolimace neurčité monochromatisace vlna p dopadající svazek neurčité vlastní experiment vlna p interference vycházející svazky neurčité detekce – redukce lokalis. r ztráta kvantové částice koherence KVANTOVÁ KOMPLEMENTARITA PODLE N. BOHRA (1927) je jen zvláštním, i když výchozím, případem P.K. filosofickou interpretací duality částice – vlna výrazem principiálního Q omezení poznatelnosti obecným substrátem Kodaňské interpretace QM Podle Bohra (v mé parafrázi) Naše výroky o Q systému mají epistemický charakter. Sám o sobě Q systém "není nijaký", teprve v interakci s klasickým měřícím přístrojem se nám jeví jako popsatelný v klasických pojmech (jiné nemáme), tedy buď jako částice, nebo jako vlna. Tyto popisy jsou komplementární, tj. ve svém sjednocení dávají úplnou charakteristiku systému možnou v kvantovém světě HRUBÁ KORESPONDENCE N. BohrW. Heisenberg princip komplementarityprincip neurčitosti částicepozorovatelná poloha vlnapozorovatelná hybnost

43 43 Celé zařízení schema z r. 1974 KOMPLEMENTARITA V PRAXI termalisace lokalis. r částice kolimace neurčité monochromatisace vlna p dopadající svazek neurčité vlastní experiment vlna p interference vycházející svazky neurčité detekce – redukce lokalis. r ztráta kvantové částice koherence

44 44 Současná verse instalovaná v ILL Grenoble vlastně překvapivě stejné, jenom parametry jsou mnohem lepší

45 Kvantová gravimetrie

46 46 Interferenční gravimetrie Zpravidla se vliv gravitace v kvantové mechanice zanedbává, jsou to malé síly. Kolik tak činí gravitační potenciál neutronu v poli Zemské tíže? S tímto výsledkem můžeme trajektorie vzít jako bez účinku gravitačního pole H L L ruší se navzájem A B C D

47 47 Interferenční gravimetrie Zpravidla se vliv gravitace v kvantové mechanice zanedbává, jsou to malé síly. Kolik tak činí gravitační potenciál neutronu v poli Zemské tíže? S tímto výsledkem můžeme trajektorie vzít jako bez účinku gravitačního pole H L L ruší se navzájem A B C D

48 48 Interferenční gravimetrie Zpravidla se vliv gravitace v kvantové mechanice zanedbává, jsou to malé síly. Kolik tak činí gravitační potenciál neutronu v poli Zemské tíže? S tímto výsledkem můžeme trajektorie vzít jako bez účinku gravitačního pole H L L ruší se navzájem A B C D

49 49 Interferenční gravimetrie Zpravidla se vliv gravitace v kvantové mechanice zanedbává, jsou to malé síly. Kolik tak činí gravitační potenciál neutronu v poli Zemské tíže? S tímto výsledkem můžeme trajektorie vzít jako bez účinku gravitačního pole H L L ruší se navzájem plocha obemknutá drahami měníme natáčením A B C D

50 50 Interferenční gravimetrie: jeden z prvních výsledků osa natáčení je vodorovná COW experiment … Collela, Overhauser, Werner

51 51 Interferenční gravimetrie: jeden z prvních výsledků osa natáčení je vodorovná COW experiment … Collela, Overhauser, Werner

52 52 Interferenční gravimetrie: jeden z prvních výsledků osa natáčení je vodorovná COW experiment … Collela, Overhauser, Werner

53 53 Interferenční gravimetrie: jeden z prvních výsledků osa natáčení je vodorovná COW experiment … Collela, Overhauser, Werner  nepravděpodobně citlivé

54 54 Interferenční gravimetrie: jeden z prvních výsledků osa natáčení je vodorovná COW experiment … Collela, Overhauser, Werner  nepravděpodobně citlivé  kontrast brzo vymizí: to neumíme vysvětlit jen počítáním fázových posuvů. Příště úplnější teorie

55 55 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné, jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

56 56 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

57 57 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

58 58 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

59 59 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

60 60 Co s tím dál ? DVĚ MOŽNOSTI Věříme na princip ekvivalence. Pak je to velmi přesná gravimetrická metoda gravimetrie … měření gravit. účinků Země na daném místě lze studovat rotaci Země, vliv Coriolisovy síly atd. lze sledovat změny grav. pole. např. v Missouri cítí příliv a odliv v Tichém oceánu hodláme ověřovat princip ekvivalence v kvantové mechanice Ehrenfestův theorém …. stejné jako v klasické fysice Ve Schrödingerově rovnici jiná kombinace vzorec pro fázový rozdíl je nezávisle měřitelná kombinace:

61 61 Zvýšení citlivosti můžeme zvětšit rozměryhmotnostvln. délku VELMI STUDENÉ NEUTRONY skleněné holografické mřížky dráhy částic v interferometru okolo 1metru STUDENÉ ATOMY CESIA mřížky stojatých světelných vln dráhy částic v interferometru okolo 1metru

62 62 Gravimetrie s cesiovými atomy Stanford, California slapové efekty v zemské kůře teoretický fit I. bez vlivu oceánu II. se započtením vlivu oceánského vzdutí Galileo

63 Šíření neutronů v nemagnetických látkách

64 64 Interakce neutronů s hmotou neutron jádro bodově kontaktní interakce experiment potvrzuje čistě isotropní rozptyl (stejný ve všech směrech). To je signatura krátkodosahového rozptylového potenciálu FERMIHO PSEUDOPOTENCIÁL rozptylová délka z experimentu Konstanty jsou nastaveny tak, že již v Bornově aproximaci

65 65 Interakce neutronů s hmotou neutron jádro bodově kontaktní interakce experiment potvrzuje čistě isotropní rozptyl (stejný ve všech směrech). To je signatura krátkodosahového rozptylového potenciálu FERMIHO PSEUDOPOTENCIÁL rozptylová délka z experimentu Konstanty jsou nastaveny tak, že již v Bornově aproximaci

66 66 Interakce neutronů s hmotou neutron jádro bodově kontaktní interakce experiment potvrzuje čistě isotropní rozptyl (stejný ve všech směrech). To je signatura krátkodosahového rozptylového potenciálu FERMIHO PSEUDOPOTENCIÁL rozptylová délka z experimentu Konstanty jsou nastaveny tak, že již v Bornově aproximaci geometrický stín

67 67 Ukázka parametrů barn [stodola] = 10 -28 m 2 běžné hodnoty pro elastický rozptyl

68 68 Ukázka parametrů barn [stodola] = 10 -28 m 2 běžné hodnoty pro elastický rozptyl

69 69 Ukázka parametrů barn [stodola] = 10 -28 m 2 běžné hodnoty pro elastický rozptyl kadmium absorbuje neutrony a slouží k řízení reaktoru bor absorbuje neutrony a emituje  částici; slouží k detekci neutronů

70 70 Absorpční průřez přirozeného boru

71 71 Absorpční průřez přirozeného boru – odhad

72 72 BF 3 detektor neutronů reakce náboj 2 e normální detekce

73 Optický potenciál neutronů v nemagnetických látkách

74 74 Optický potenciál neutronů v PL Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie OPTICKÝ POTENCIÁL celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie hustota atomů polohy jednotlivých atomů

75 75 Optický potenciál neutronů v PL Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie OPTICKÝ POTENCIÁL celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie hustota atomů polohy jednotlivých atomů

76 76 Ke vzniku označení "optický potenciál"

77 77 Optický potenciál neutronů v PL Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu

78 78 Optický potenciál neutronů v PL Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu

79 Interferometrické měření rozptylových délek

80 80 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu

81 81 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie Interferenčním měřením indexu lomu najdeme rozptylovou délku b !!! celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu

82 82 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie mikroskopickoumakroskopickým Interferenčním měřením indexu lomu najdeme rozptylovou délku b !!! celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu

83 83 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie mikroskopickoumakroskopickým Interferenčním měřením indexu lomu najdeme rozptylovou délku b !!! celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu Roschdestwenski kyvety pára prázdné

84 84 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie Zasouváním klínu z hliníku narůstá dráhový rozdíl celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu PRVNÍ MĚŘENÍ TOHOTO TYPU mikroskopickoumakroskopickým Interferenčním měřením indexu lomu najdeme rozptylovou délku b !!!

85 85 Optický potenciál neutronů v PL: interferometrické měření Dlouhovlnné neutrony vnímají prostorovou střední hodnotu potenciální energie Zasouváním klínu z hliníku narůstá dráhový rozdíl celková potenciální energie ve vzorku  efektivní konstantní pot. energie index lomu PRVNÍ MĚŘENÍ TOHOTO TYPU mikroskopickoumakroskopickým Interferenčním měřením indexu lomu najdeme rozptylovou délku b !!!

86 86 Ukázka skutečných hodnot o.k.

87 87 Ukázka skutečných hodnot UKÁZKA VÝPOČTU PRO HLINÍK hustota  = 2699 kg/m3 relativní atomová hmotnost A = 27 o.k.

88 88 Moderní přesné měření (NIST) Vyloučení justačních (geometrických) chyb přesouvání vzorku mezi oběma cestami natáčení po krocích ve sklonu a v azimutu

89 89 Vyloučení geometrických chyb

90 90 Moderní přesné měření (NIST) Moderní přesné měření v NIST údaje pro křemík b new = 4.1507(2) fm b accepted = 4.1490(10) fm Uncertainty level is at 0.005%, an improvement of a factor of 5 over previous best measurement [C.G. Shull and J.A. Oberteuffer, Phys. Rev. Lett. 29, 867 (1972); also C.G. Shull, Phys. Rev. Lett. 21, 1585 (1968)]. Sources of uncertainty: 1.Variations in the thickness D amounting to 0.005 %. 2.Statistical 0.001 %. 3.Alignment 0.0002 %. 4.Density 0.0001 %.

91 The end