曲がる中性子ビームが産業応用に前進(Curved neutron beams could deliver benefits straight to industry)

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2025-04-17 バッファロー大学(UB)

バッファロー大学とNISTを中心とした国際研究チームは、史上初となるカーブした中性子ビーム(Airyビーム)の生成に成功した。従来のレンズや電磁場では操作できない中性子を、特製のシリコン回折格子で屈折させ、自己修復性や障害物を回避する特性を持つAiryビームとして形成。これにより、中性子回折や中性子散乱などのイメージング技術の解像度向上が期待され、医薬品、量子材料、キラリティ解析など多分野での応用が見込まれる。特に量子コンピューティングやスピントロニクスへの貢献が注目されている。

<関連情報>

中性子エアリービームの生成 Generation of Neutron Airy Beams

Dusan Sarenac, Owen Lailey, Melissa E. Henderson, Huseyin Ekinci, Charles W. Clark, David G. Cory, Lisa DeBeer-Schmitt, Michael G. Huber, Jonathan S. White et al.
Physical Review Letters  Published: 17 April, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.153401

曲がる中性子ビームが産業応用に前進(Curved neutron beams could deliver benefits straight to industry)

Abstract

The Airy wave packet is a solution to the potential-free Schrödinger equation that exhibits remarkable properties such as self-acceleration, nondiffraction, and self-healing. Although Airy beams are now routinely realized with electromagnetic waves and electrons, the implementation with neutrons has remained elusive due to small transverse coherence lengths, low fluence rates, and the absence of neutron lenses. In this Letter, we overcome these challenges through a holographic approach and present the first experimental demonstration of neutron Airy beams. The presented techniques pave the way for fundamental physics studies with Airy beams of nonelementary particles, the development of novel neutron optics components, and the realization of neutron Airy-vortex beams.

1700応用理学一般
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