Laserpointer kaufen: Wissenschaftler konnen nun Hologramme aus Neutronen erzeugen

Zum ersten Mal hat ein Team mit Wissenschaftlern des Nationalen Instituts für Normen und Technologie (NIST) Neutronenstrahlen verwendet, um Hologramme von großen festen Objekten zu schaffen, die Details über ihre Innenräume in einer Weise offenbaren, die gewöhnliche 200mW Laserpointer visuelle Hologramme nicht können.

Hologramme - flache Bilder, die sich je nach Perspektive des Betrachters ändern und den Eindruck erwecken, dass sie dreidimensionale Objekte sind, verdanken ihre auffällige Fähigkeit dem so genannten Interferenzmuster. Alle Materie, wie Neutronen und Photonen des Lichts, hat die Fähigkeit, wie plätschernde Wellen mit Spitzen und Tälern zu handeln. Wie eine Wasserwelle, die eine Lücke zwischen den beiden Felsen schlägt, kann sich eine Welle aufspalten und dann wieder kombinieren, um informationsreiche Interferenzmuster zu erzeugen (Link ist extern).

Ein optisches Hologramm wird durch Glänzen eines laservisier für pistole an einem Objekt hergestellt. Anstatt lediglich das von dem Objekt reflektierte Licht zu fotografieren, wird ein Hologramm gebildet, indem aufgezeichnet wird, wie die reflektierten Laserlichtwellen einander stören.

Die sich daraus ergebenden Muster, die auf den Phasendifferenzen der Wellen (Link extern) oder relativen Positionen ihrer Peaks und Täler basieren, enthalten weit mehr Informationen über das Aussehen eines Objekts als ein einfaches Foto, obwohl sie uns in der Regel nicht viel darüber erzählen Sein verborgenes Innere.

Versteckte Innenräume sind jedoch genau das, was Neutronenforscher erforschen. Neutronen sind bei der Durchdringung von Metallen und vielen anderen festen Sachen groß, so dass Neutronenstrahlen für Wissenschaftler nützlich sind, die eine neue Substanz erzeugen und ihre Eigenschaften untersuchen möchten. Aber Neutronen haben auch Grenzen.

Sie sind nicht sehr gut für die Schaffung visueller Bilder; Neutronen-Experiment Daten wird in der Regel als Graphen, die zu Hause in einem High-School-Algebra Lehrbuch aussehen würde ausgedrückt. Und diese Daten in der Regel erzählt ihnen, wie eine Substanz im Durchschnitt - fein, wenn sie wollen, um zu wissen, weit über ein Objekt aus einem Bündel von sich wiederholenden Strukturen wie ein Kristall (Link ist extern), aber nicht so gut, wenn sie wissen wollen Die Details über ein bestimmtes Bit davon.

Aber was wäre, wenn wir das Beste aus beiden Welten hätten? Das Forschungsteam hat einen Weg gefunden.

Die bisherige Arbeit des Teams, die im NIST Center for Neutron Research (NCNR) durchgeführt wurde, umfaßte das Passieren von Neutronen durch einen Zylinder aus Aluminium, der eine winzige "Wendeltreppe" hatte, die in eine seiner kreisförmigen Flächen geschnitzt wurde.

Die Form des Zylinders verlieh dem Neutronenstrahl eine Verdrillung, aber das Team bemerkte auch, dass die einzelnen Neutronen des Strahls die Phase ändern, je nachdem, welcher Abschnitt des Zylinders sie durchquerte: je dicker der Schnitt, desto größer die Phasenverschiebung.

Schließlich erkannten sie, dass dies im Wesentlichen die Informationen waren, die sie benötigten, um Hologramme von Objekten "Innereien zu schaffen, und sie detaillieren ihre Methode in ihrem neuen Papier.

Die Entdeckung ändert nichts an interstellaren Schachspielen, aber sie fügt die Palette der Techniken hinzu, die Wissenschaftler feste Materialien erforschen müssen. Das Team hat gezeigt, dass es nur ein Neutronenstrahl und ein Interferometer ist - ein Detektor, der Interferenzmuster misst -, um direkte visuelle Darstellungen eines Objekts zu erzeugen und Details über bestimmte Punkte in ihm zu offenbaren.

 

"Andere Techniken messen auch kleine Eigenschaften, nur sie beschränken sich auf Messflächeneigenschaften", sagte Teammitglied Michael Huber von NIST's Physical Measurement Laboratory. "Dies könnte eine umsichtigere Technik für die Messung kleiner, 10 Mikrometer großen Strukturen und vergrabenen Schnittstellen innerhalb der Masse des Materials sein."