Per la prima volta al mondo, NIM, JAEA e J-PARC sono riusciti congiuntamente a osservare le disposizioni di spin degli elettroni nei materiali campione applicando un raggio di neutroni a un campione e quantificando i neutroni trasmessi attraverso di esso. I metodi convenzionali che misurano i neutroni dispersi dagli spin a vari angoli sono principalmente incompatibili con le apparecchiature dell'ambiente campione che bloccano i neutroni dispersi. Il metodo di nuova concezione misura la trasmissione lineare di neutroni attraverso un materiale campione da una sorgente di fascio di neutroni, minimizzando questa difficoltà. Così, la nuova spettroscopia di trasmissione è uno strumento promettente per le misurazioni delle disposizioni di spin in varie condizioni estreme.

Condizioni estreme come altissima pressione, campo magnetico ultra elevato, e le temperature ultra-basse sono frontiere attraenti nel magnetismo. La diffrattometria dei neutroni che misura i neutroni diffusi dagli spin a vari angoli è stata uno strumento unico per chiarire direttamente le disposizioni degli spin. Però, non è facile misurare i neutroni sparsi nel campione in condizioni estreme, perché le generazioni di tali condizioni estreme sono possibili in piccoli, più stretto, o spazio campione più sottile nell'apparecchiatura dell'ambiente del campione; di conseguenza, l'apparecchiatura copre quasi tutti gli aspetti dei neutroni diffusi.

Quando un raggio di neutroni viene applicato a un materiale campione, i neutroni trasmessi attraverso il materiale si attenuano in proporzione alla misura in cui sono dispersi. Il team di ricerca guidato dal NIMS ha quindi ipotizzato che le disposizioni di spin nei materiali potrebbero essere caratterizzate semplicemente misurando i neutroni trasmessi. Il team ha applicato impulsi di neutroni prodotti al J-PARC a un campione di ossido di nichel con disposizioni di spin note e ha analizzato la relazione tra l'intensità e la lunghezza d'onda dei neutroni trasmessi attraverso il materiale. Il team ha scoperto che l'intensità di trasmissione dei neutroni di lunghezze d'onda specifiche, che avrebbero dovuto rispondere a disposizioni di spin note, era molto bassa. I fasci di neutroni incidenti vengono sempre trasmessi attraverso un materiale campione in modo lineare, quindi, il nuovo metodo richiede solo un piccolo foro passante nell'attrezzatura dell'ambiente campione e migliora notevolmente la flessibilità nella progettazione dell'attrezzatura.

Questo studio ha dimostrato che le misurazioni della trasmissione dei neutroni sono un metodo efficace per caratterizzare le disposizioni di spin nei materiali in varie condizioni estreme. Negli studi futuri, sfrutteremo il principio di funzionamento di questo metodo per progettare dispositivi generatori di condizioni multi-estreme, facilitando la ricerca di nuovi arrangiamenti di spin. Inoltre, l'applicazione del nuovo metodo (trasmissione lineare di fasci incidenti attraverso materiali campione) alla radiografia con neutroni consentirebbe l'osservazione non distruttiva dello stato di spin all'interno di dispositivi magnetici, che è stato impossibile ottenere con tecniche note. Ciò potrebbe facilitare lo sviluppo di dispositivi magnetici più avanzati.