中性子ビームで作成されたホログラムが、アメリカ国立標準技術研究所の科学者チームによって初めて実証された。
今月Optics Expressに掲載された研究によると、中性子ホログラムは見た目の魅力は劣るものの、レーザー ホログラムよりも物体の隠された内部についてより多くの情報を明らかにできることが示されています。
光線が互いに干渉し合うことで、立体的な物体の錯覚を生み出すことができます。光の波は分離したり融合したりすることで、波の相対的な位置関係に基づいて様々なパターンを作り出します。この複雑な干渉パターンによって、ホログラフィック画像は平面画像よりも奥行きがあるように見えます。
研究チームは、アルミニウム製の螺旋位相板（SPP）を使用して中性子波に軌道角運動量を与え、入射する中性子ビームが螺旋状のフジッリパスタのように見えるようにした。
まず、中性子は干渉計を通過し、そこで2つのビームに分かれます。下のビームはSPPを通過し、ねじれた光ビームは2つ目の干渉計を通過した後、上のビームと再結合し、写真乾板に当たります。
新技術…上：リースとウパトニークスが導入した半透明物体のオフアクシス光ホログラフィー法。下：中性子ホログラフィー実験の芸術的描写（出典）
個々の中性子は、ビームがSPPのどの部分を通過するかに応じて位相を変化させます。より多くの中性子が照射されるにつれて、物体のホログラムが写真乾板上にゆっくりと蓄積され、物体の内部構造の細部が明らかになります。
「他の技術でも同様に微細な特徴を測定できますが、それらは表面特性の測定に限られています」と、論文共著者でチームメンバーのマイケル・フーバー氏は述べています。「これは、10ミクロンサイズの微細構造や、物質内部に埋め込まれた界面を測定するには、より適切な技術かもしれません。」
科学者は常に、物質の特性を有用な用途に活用するための新しい方法を模索しています。中性子は固体のより深くまで浸透できるため、中性子ホログラフィーは物質の特性を検査する方法となる可能性があります。®
