NIST’s Curved Neutron Beams Could Deliver Benefits Straight to Industry
In a physics first, a team including scientists from the National Institute of Standards and Technology (NIST), the University of Buffalo, the Institute for Quantum Computing (IQC) and other institutions, has created a way to make beams of neutrons travel in curves. These Airy beams (named for English scientist George Airy), which the team created using a custom-built device, could enhance neutrons’ ability to reveal useful information about materials ranging from pharmaceuticals to perfumes to pesticides — in part because the beams can bend around obstacles.
A paper announcing the findings appears in today’s issue of Physical Review Letters. The team was led by the University of Buffalo’s Dusan Sarenac, IQC alum, and coauthors from IQC built the custom device that helped create the Airy beam.
The team also includes scientists from the University of Maryland, Oak Ridge National Laboratory, Switzerland’s Paul Scherrer Institut, and Germany’s Jülich Center for Neutron Science at Heinz Maier-Leibnitz Zentrum.
“It took us years of work to figure out the correct dimensions for the array. We only needed about 48 hours to carve the grating at the University of Waterloo’s nanofabrication facility, but before that it took years of a postdoctoral fellow’s time to prepare.”
- Dr. Dmitry Pushin, IQC faculty and professor, Department of Physics and Astronomy at the University of Waterloo.
“We think combining neutron beams could expand the Airy beams’ usefulness. If someone wants Airy beams tailored for some physics or material application, they can tweak our techniques and get them.”
- Dr. Dusan Sarenac, professor, University of Buffalo
Les faisceaux de neutrons incurvés du NIST pourraient profiter directement à l’industrie
C’est une première dans le monde de la physique : une équipe de scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST), de l’Université de Buffalo, de l’Institut d’informatique quantique (IQC) et d’autres établissements a trouvé le moyen d’incurver des faisceaux de neutrons. Ces « faisceaux d’Airy » (nommés en l’honneur du scientifique anglais George Airy), que l’équipe a créés à l’aide d’un appareil spécialisé, pourraient nous révéler encore plus de choses sur toutes sortes de substances – allant des pesticides aux parfums en passant par les produits pharmaceutiques – puisqu’ils peuvent entre autres faire le tour des obstacles.
Un article annonçant la découverte sortira aujourd’hui dans la revue Physical Review Letters. L’équipe est chapeautée par Dusan Saranec, un diplômé de l’IQC rattaché à l’Université de Buffalo, et des coauteurs de l’IQC ont construit le dispositif qui a servi à produire les faisceaux d’Airy.
L’équipe comprend aussi des scientifiques de l’Université du Maryland, du Oak Ridge National Laboratory, de l’Institut Paul Scherrer en Suisse et du Jülich Center for Neutron Science au centre Heinz Maier-Leibnitz, en Allemagne.
« Ça nous aura pris des années pour déterminer les dimensions que devait avoir le dispositif. Ça n’a pris qu’environ 48 heures pour façonner la grille à l’installation de nanofabrication de l’Université de Waterloo, mais pour préparer le terrain, il aura fallu des années de travail à un stagiaire postdoctoral. »
— Dmitry Pushin, membre du corps professoral de l’IQC et professeur au Département de physique et d’astronomie à l’Université de Waterloo.
« Nous pensons que la combinaison de faisceaux de neutrons pourrait accroître l’utilité des faisceaux d’Airy. Si quelqu’un veut des faisceaux adaptés à une application physique ou matérielle donnée, il peut ajuster notre technique pour les obtenir. »
- Dr. Dusan Sarenac, professeur à l’Université de Buffalo.