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Neutron ultra-froid

En physique nuclĂ©aire, les neutrons ultra-froids reprĂ©sentent la partie du spectre des neutrons qui ont une Ă©nergie trĂšs faible, de l'ordre de 10−7 eV, Ă©quivalente Ă  une tempĂ©rature quelques mK. Leur principale propriĂ©tĂ© Ă©tant de se rĂ©flĂ©chir sur certains matĂ©riaux, ce qui permet de les emprisonner pour les Ă©tudier, contrairement aux neutrons d'Ă©nergie plus importante qui passent Ă  travers la matiĂšre[1]. Ils sont gĂ©nĂ©ralement abrĂ©gĂ©s en UCN, de l'anglais Ultra Cold Neutrons.

Histoire

Les neutrons ultra-froids ont été détectés pour la premiÚre fois en 1968, par un groupe de l'Institut unifié de recherches nucléaires mené par F. L. Shapiro[2].

Production

Les neutrons ultra-froids représentent une faible fraction des neutrons libres produits par un réacteur nucléaire. Pour augmenter leur part parmi les neutrons produits, et donc diminuer l'énergie de ces derniers, plusieurs méthodes existent[3] : le refroidissement des modérateurs[4] - [5], utiliser le champ de pesanteur en guidant des neutrons vers le haut, utiliser une turbine[6] - [7] pour que les neutrons y rebondissent en perdant de leur vitesse.

Expériences

La production et le stockage des neutrons ultra-froids sont principalement destinés à l'étude des propriétés du neutron et de ses interactions élémentaires. Leur stockage a permis de déterminer certaines propriétés physiques du neutron avec une plus grande précision.

Notes et références
(en) Cet article est partiellement ou en totalitĂ© issu de l’article de WikipĂ©dia en anglais intitulĂ© « Ultracold neutrons » (voir la liste des auteurs).
  1. Protasov 2007, p. 1.
  2. Protasov 2007, p. 2.
  3. Protasov 2007, p. 5.
  4. R. Golub et J. M. Pendlebury, « The interaction of Ultra-Cold Neutrons (UCN) with liquid helium and a superthermal UCN source », Phys. Lett. A, vol. 62, no 5,‎ (DOI 10.1016/0375-9601(77)90434-0, lire en ligne)
  5. B. Lauss, « Startup of the high-intensity ultracold neutron source at the Paul Scherrer Institute », Hyperfine Interact., vol. 211, no 1,‎ (DOI 10.1007/s10751-012-0578-7, lire en ligne)
  6. A. Steyerl, H. Nagel, F.-X. Schreiber, K.-A. Steinhauser, R. GĂ€hler, W. GlĂ€ser, P. Ageron, J. M. Astruc, W. Drexel, G. Gervais et W. Mampe, « A new source of cold and ultracold neutrons », Phys. Lett. A, vol. 116, no 7,‎ (DOI 10.1016/0375-9601(86)90587-6, lire en ligne)
  7. Stefan Döge, JĂŒrgen Hingerl et Christoph Morkel, « Measured velocity spectra and neutron densities of the PF2 ultracold-neutron beam ports at the Institut Laue–Langevin », Nucl. Instrum. Meth. A, vol. 953,‎ (DOI 10.1016/j.nima.2019.163112, Bibcode 2020NIMPA.95363112D, arXiv 2001.04538, lire en ligne)

Voir aussi

Bibliographie
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