Experiment zur Demonstration von Interferenzmustern von Neutronen

Die Frage bezieht sich auf Experimente (und Referenzen), die Interferenzmuster neutraler (ladungsloser) Teilchen (Fermionen), insbesondere Neutronen, demonstrieren.

Wie Doppelspaltexperimente für Neutronen (oder gleichwertig).

Herumsuchen hat etw nicht ergeben (oder vielleicht ist es mir nicht aufgefallen).

Mein Verständnis ist, dass ähnliche Experimente nur für geladene Teilchen (dh Elektronen, Protonen) oder Bosonen (dh Photonen) durchgeführt wurden.

Ist das richtig?

Antworten (3)

Ich würde "Single- and double-slit diffraction of neutrons" von Zeilinger, Gahler, Shull, Treimer und Mampe, Reviews of Modern Physics 60(4), 1067-1073 (1988) vorschlagen. Wenn ich die Zusammenfassung zitieren darf:

Die Autoren berichten über detaillierte Experimente und Vergleiche mit theoretischen Berechnungen nach dem ersten Prinzip der Beugung kalter Neutronen ( λ 2 nm) bei Einzel- und Doppelspaltbaugruppen mit Abmessungen im Bereich von 20–100 μ m Reichweite. Ihre experimentellen Ergebnisse zeigen alle vorhergesagten Merkmale der Beugungsmuster im Detail. Insbesondere ihr Doppelspalt-Beugungsexperiment ist die bisher präziseste Umsetzung für Materiewellen.

Einzel- und Doppelspaltexperimente mit Neutronen wurden also tatsächlich durchgeführt und zeigen tatsächlich genau das, was zu erwarten wäre.

Hier ist eine kurze Beschreibung, wie das Experiment funktioniert hat. Sie verwendeten Neutronen aus einem Reaktor, die mit schwerem Wasser auf thermische Energien bei Raumtemperatur heruntergebracht wurden. Sie lassen diese durch einen Kollimator aus, um einen Strahl zu erzeugen. Um den Strahl monochromatisch zu machen, beugten sie ihn durch ein Quarzprisma und wählten mit einem Spalt eine Wellenlänge aus. Sie haben die Energien anhand der Flugzeit verifiziert (ich glaube, mit einem Strahlzerhacker). Zur Beugung verwendeten sie einen winzigen Doppelspalt mit einem Abstand von 0,1 mm. In einer Entfernung von 5 m vom Doppelspalt betrug der Abstand der Streifen etwa 0,1 mm, und sie mussten den Graphen erstellen, indem sie den Detektor langsam über die Streifen bewegten und an jeder Position eine Zählrate maßen.

Neutronenbeugung an Kristallen.

Es ist natürlich keine exakte Parallele, weil es eher einem „Vielschlitz“-Experiment ähnelt und eher reflektierend als durchlässig ist, aber die Physik ist die gleiche.

Es ist erwähnenswert, dass die besten Beugungsspektrometer dazu neigen, eher reflektierend als einfach durchlässig zu sein, da dies chromatische Aberrationseffekte im Material des Beugungsgitters vermeidet.

Es ist auch so, dass neutrale Buckyballs (Fullerene) in Transmissionsbeugungsexperimenten verwendet wurden .

Ich erinnere mich, dass es vor einigen Jahren eine Flut von Neutronen-Interferometer-Experimenten gab.

Google hat mir geholfen, dieses Übersichtspapier von 1988 zu finden . Suchbegriffe: Youngs Experiment mit Neutronen. (Rev. Mod. Phys. 60 , 4, S. 1067, 4. Oktober 1988.)