物理学：中子扫描样品内的磁场！

物理学：中子扫描样品内的磁场！
利用新开发的中子层析成像技术， HZB团队首次在BERII研究反应堆中绘制了材料内的磁场线。 Tensorial中子断层扫描技术有望为超导体，电池电极和其他与能源相关的材料提供新的见解。

【物理学：中子扫描样品内的磁场！】到目前为止，只能间接测量样品内部的磁场。可以用光， X射线或电子扫描磁取向，但仅在材料表面上扫描。另一方面，中子深入到样品中，并且由于它们自身的磁性取向，可以提供有关内部磁场的精确信息。然而，到目前为止，只能使用中子来近似不同排列的磁畴，而不是样品内磁场的矢量场（方向和强度）。

由HZB的NikolayKardjilov博士和IngoManke博士领导的团队现在开发了一种测量大块厚样品中磁场线的新方法：对于张量中子层析成像，他们采用自旋滤波器，旋转鳍状肢和自旋偏振器只允许具有相互对齐的自旋的中子穿透样品。当这些自旋极化中子在内部遇到磁场时，磁场激发中子自旋进动，使自旋极化方向发生变化，从而得到关于遇到的场线的新结论。
使用新的TMART算法计算三维图像！
新开发的实验方法允许使用九个单独的断层扫描计算样本内的磁场的三维图像，每个扫描具有不同的中子旋转设置。为此目的，由HZB的AndréHilger博士开发了一种高度复杂的数学张量算法，命名为TMART 。
专家们对易于理解的样品进行了测试和评估。随后，他们第一次能够将复杂磁场映射到超导导线内部。

将固体多晶铅样品冷却至4开氏度（铅导致低于7开氏度的超导）并暴露于0.5毫特拉的磁场。虽然磁场从样品的内部位移由于Meissner效应，磁通线仍保持附着在该多晶样品的（非超导）晶界。即使在关闭外场之后，这些磁通线也不会消失，因为它们先前在超导晶粒内部感应出电流，现在维持这些磁场。
HZB物理学家曼克说：“这是我们第一次能够在一个巨大的材料中使磁场矢量场在三维空间中可见。 ”“中子可以同时穿透大块物质并探测磁场。目前还没有其他方法可以实现这一目标。 ”

从基础研究到工业的应用！
磁张量层析成像是非破坏性的，可以实现低至微米范围的分辨率。应用领域极为多样化。它们的范围从超导体磁场的映射和磁相变的观察，到材料分析，这也是工业界非常感兴趣的：电动机和金属部件的场分布可以映射，电流在电池，燃料电池中流动或者用这种方法可以看到其他推进系统。