ПОЛЯРИЗО́ВАННЫЕ НЕЙТРО́НЫ

ПОЛЯРИЗО́ВАННЫЕ НЕЙТРО́НЫ, ней­т­ро­ны, спин ко­то­рых на­прав­лен пре­иму­щест­вен­но вдоль не­ко­то­ро­го на­прав­ле­ния, на­зы­вае­мо­го осью по­ля­ри­за­ции $Z$. Т. к. ве­ли­чи­на спи­на ней­тро­на рав­на $1/2$ (в еди­ни­цах по­сто­ян­ной План­ка $\hbar$), про­ек­ция $σ$ спи­на на ось $Z$ при­ни­ма­ет зна­че­ния $–1/2$ или $1/2$. Для П. н. на­се­лён­но­сти $w_σ$ со­стоя­ний с про­ек­ция­ми $σ$ раз­ли­ча­ют­ся для двух зна­че­ний $σ$. По­ля­ри­за­ция та­ких ней­тро­нов опи­сы­ва­ет­ся век­то­ром $\boldsymbol p$, на­прав­лен­ным вдоль оси $Z$: $p=\sum_σ σw_σ$, при­чём $p⩽1$.

По­сколь­ку не­по­ля­ри­зо­ван­ные ней­т­ро­ны пред­став­ля­ют со­бой смесь ней­тро­нов, по­ля­ри­зо­ван­ных вдоль ($σ=1/2$) и про­тив ($σ=–1/2$) про­из­воль­ной оси $Z$, все спо­со­бы по­лу­че­ния П. н. сво­дят­ся к пространствeнному раз­де­ле­нию со­став­ляю­щих этой сме­си. Часть этих спо­со­бов ос­но­ва­на на том, что ней­трон об­ла­да­ет маг­нит­ным мо­мен­том, на­прав­лен­ным про­тив спи­на. Напр., в ме­то­де Штер­на – Гер­ла­ха раз­де­ле­ние про­ис­хо­дит за счёт то­го, что на ней­тро­ны, имею­щие по­ля­ри­за­цию вдоль и про­тив на­прав­ле­ния не­од­но­род­но­го маг­нит­но­го по­ля, дей­ст­ву­ют си­лы, на­прав­лен­ные в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны (см. Штер­на – Гер­ла­ха опыт). Ны­не ис­поль­зу­ют­ся бо­лее эф­фек­тив­ные спо­со­бы по­ля­ри­за­ции ней­тро­нов: брэг­гов­ское от­ра­же­ние от фер­ро­маг­нит­ных кри­стал­лов, от­ра­же­ние от на­маг­ни­чен­ных зер­кал, про­пус­ка­ние пуч­ка ней­тро­нов че­рез по­ля­ри­зо­ван­ные ядер­ные ми­ше­ни. Эти же ме­то­ды при­ме­ня­ют­ся и для из­ме­ре­ния по­ля­ри­за­ции ней­тро­нов.

Т. к. ней­трон об­ла­да­ет маг­нит­ным мо­мен­том, для управ­ле­ния по­ля­ри­за­ци­ей $\boldsymbol p$ ней­тро­нов ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся маг­нит­ные по­ля, а са­ми П. н. яв­ля­ют­ся чув­ст­ви­тель­ным ин­ст­ру­мен­том ис­сле­до­ва­ния маг­нит­ных свойств ве­ще­ст­ва. Про­пус­ка­ние пуч­ка П. н. че­рез ма­те­риа­лы по­зволя­ет по­лу­чить све­де­ния о струк­ту­ре по­след­них: ис­сле­до­ва­ние уп­ру­го­го и не­уп­ру­го­го рас­сея­ния П. н., про­хо­дя­щих сквозь ма­те­ри­ал или от­ра­жаю­щих­ся от его по­верх­но­сти, яв­ля­ет­ся важ­ным ис­точ­ни­ком све­де­ний о мас­шта­бах маг­нит­ных не­од­но­род­но­стей, спек­трах маг­нит­ных воз­бу­ж­де­ний, по­ля­ри­за­ции ядер­ных спи­нов.

В ядер­ных ре­ак­ци­ях, ин­ду­ци­ро­ван­ных П. н., ис­сле­ду­ют­ся спин-уг­ло­вые кор­ре­ля­ции с це­лью изу­че­ния спи­нов и чёт­но­стей ядер­ных уров­ней, струк­тур­ных осо­бен­но­стей ядер­ных про­цес­сов, спи­но­вой за­ви­си­мо­сти ядер­ных сил, свойств сла­бо­го взаи­мо­дей­ст­вия (в т. ч. свя­зан­ных с на­ру­ше­ния­ми фун­дам. сим­мет­рий от­но­си­тель­но про­стран­ст­вен­но­го от­ра­же­ния и об­ра­ще­ния вре­ме­ни). П. н. ис­поль­зу­ют­ся так­же для ис­сле­до­ва­ния свойств са­мо­го ней­тро­на как эле­мен­тар­ной час­ти­цы: для изу­че­ния спин-уг­ло­вых кор­ре­ля­ций при его рас­па­де и для по­ис­ка элек­трич. ди­поль­но­го мо­мен­та ней­тро­на.