I fisici dell'Università del Lussemburgo ei loro partner di ricerca hanno dimostrato per la prima volta in uno studio completo come i materiali magnetici possono essere esaminati utilizzando tecniche di diffusione di neutroni. Gli scienziati hanno pubblicato le loro intuizioni in Recensioni di Fisica Moderna , il giornale dell'American Physical Society.

La maggior parte dei dispositivi elettronici contiene materiali magnetici. Capire perché i materiali magnetici hanno determinate proprietà è fondamentale per perfezionare queste tecnologie. "La scala di lunghezza mesoscopica, che è il regime tra un nanometro e un micrometro, determina le proprietà di molti materiali. Elementi nella microstruttura di un materiale, come i bordi di grano tra i grani di cristallo, hanno una grande influenza sulla termica, elettrico, proprietà magnetiche e meccaniche di un metallo, " spiega Andreas Michels, professore associato di fisica e materiali presso l'Università del Lussemburgo e uno dei principali autori dell'articolo.

Forse il metodo più importante per esaminare i processi a questo livello è lo scattering di neutroni. "Utilizzando tecniche di diffusione di neutroni, puoi dare un'occhiata all'interno di questi materiali, simile all'utilizzo di una radiografia su altri materiali, " spiega Michels. Per ottenere questo risultato, gli scienziati prima bombardano campioni di un materiale con un raggio di neutroni. L'interazione magnetica con il campione fa deviare i neutroni dal loro corso normale. Questa dispersione è determinata attraverso un rivelatore. Utilizzando modelli teorici, gli scienziati possono quindi trarre conclusioni sulla microstruttura dei materiali in base allo schema dei neutroni dispersi.

Il documento di revisione, che è stato prodotto in collaborazione con i ricercatori dell'Università tecnica di Monaco di Baviera, l'Università di Notre Dame, l'Università del Minnesota, l'Institut Laue-Langevin e l'Helmholtz-Zentrum Geesthacht, si concentra sulle tecniche di analisi. "Per la prima volta, abbiamo intrapreso uno studio completo per determinare quale ampia classe di materiali può essere ricercata utilizzando tecniche di diffusione di neutroni, " dice Andreas Michels. "Tra l'altro, siamo interessati ai superconduttori, magneti permanenti, leghe a memoria di forma, ferrofluidi, quasi l'intero spettro dei materiali magnetici, dagli usi specifici alla ricerca fondamentale nella fisica dello stato solido."

I risultati del lavoro possono essere utilizzati da fisici e ricercatori di materiali per ottenere una panoramica della gamma di applicazioni per la tecnologia di diffusione dei neutroni, ma anche dagli ingegneri per fare previsioni sulla capacità portante, usura, e le qualità dei materiali in condizioni mutevoli.