Исследователи из Института Пауля Шеррера разработали новый метод точного измерения мощных магнитных полей. Они использовали нейтроны, полученные из источника расщепления SINQ.
В будущем подход позволит измерять поля магнитов, уже установленных в устройствах и недоступных для других инструментов, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
Нейтроны – электрически нейтральные частицы, составляющие основу атомных ядер. Они взаимодействуют с магнитными полями с помощью спина. Исследователи показали, что это свойство можно использовать для визуализации. Они использовали поляризованные нейтроны, имеющие одинаковую ориентацию спина. После прохождения луча таких частиц через магнитное поле можно определить рефракцию и воссоздать его свойства. Метод известен как интерферометрия с поляризованной нейтронной решеткой (pnGI). Он впервые использовался для измерения магнитных полей.
Метод подходит для работы с мощными полями – градиент напряженности на уровне 1 Тл/см.
«Это позволило работать с величинами, в миллион раз превышающими параметры земного магнитного поля, — сказал Кристиан Грюнцвейг. – Ранее нейтроны можно было использовать для более слабых полей».
PnGI совместима со многими процессами. Нейтроны проникают в большинство материалов, не разрушая их.
«Мы также можем оценивать труднодоступные магнитные поля аппаратуры, — объяснил первый автор работы, Якопо Вальсекки. – Метод подходит для широкого спектра оборудования: от генераторов переменного тока автомобильных двигателей, до компонентов энергетических систем и томографов».
Ученые доказали работоспособность технологии, использовав компьютерные модели для симуляции ожидаемых результатов измерений. Затем они проверили, будут ли они соответствовать реальным данным. Показания оказались очень похожими.
Метод также позволяет выявлять колебания магнитных полей. Они возникают даже в постоянных магнитах.
«Мы можем фиксировать возможные градиенты. Даже если поле мощное», — сказал Вальсекки.