Нейтронная оптика

---

Нейтро́нная о́птика — раздел нейтронной физики, в рамках которого изучается взаимодействие медленных нейтронов со средой и с электромагнитным и гравитационным полями.

В условиях, когда длина волны де Бройля нейтрона ${\displaystyle \lambda ={h \over {mv}}}$ (m — масса нейтрона, v — его скорость) сравнима с межатомными расстояниями 10⁻⁸ см или больше их, существует некоторая аналогия между распространенем в среде фотонов и нейтронов^[1]. В нейтронной оптике, так же как и в световой оптике, есть несколько типов явлений, описываемых либо в лучевом приближении (преломление и отражение нейтронных пучков на границе двух сред), либо в волновом (дифракция в периодических структурах и на отдельных неоднородностях). Комбинационному рассеянию света соответствует неупругое рассеяние нейтронов; круговой поляризации света можно сопоставить (в первом приближении) поляризацию нейтронов. Аналогию между нейтронами и фотонами усиливает отсутствие у них электрического заряда. Однако, в отличие от квантов электромагнитного поля, нейтроны при движении в среде в основном взаимодействуют с атомными ядрами, обладают магнитным моментом и массой. Скорость распространения тепловых нейтронов в 10⁵—10⁶ раз меньше, чем для фотонов той же длины волны. В частности, средняя скорость тепловых нейтронов при T = 300 K (комнатная температура) равна 2200 м/с.

где λ₁ и v₁ — длина волны и скорость нейтрона в среде, λ и v — в вакууме. Если ввести усреднённый по объёму вещества потенциал U взаимодействия нейтрона с ядрами, то кинетическая энергия ${\displaystyle {\mathcal {E}}_{1}}$ нейтрона в среде равна:

где ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$ — кинетическая энергия нейтрона в вакууме. Потенциал U связан со свойствами среды:

---