Om några år så kommer neutronmikroskopet ESS att sättas igång i Lund. Vi skrev om det i en tidigare artikel här. Det är ju uppenbarligen spännande och så, speciellt med tanke på att det kommer vara här i Sverige, men vad är egentligen ett neutronmikroskop? Hur fungerar det, och vad kan det göra? Läs vidare så kommer jag förhoppningsvis kunna ge dig de svaren du söker.
Varför ett neutronmikroskop?
Moderna elektronmikroskop tar ofta upp hela rum bara för att bevaka.
Ett neutronmikroskops syfte är att se in i ett objekt, för att ta reda på alla de minimala byggstenar som objektet består av. Mikroskopet använder sig av, så som namnet antyder, neutroner för att åstadkomma detta. Eftersom att neutroner har en hel del egenskaper som andra former av mikroskopi inte har, dvs. ljus, röntgen eller elektroner. Neutroner är tyngre än protoner och elektroner, och har ingen elektrisk spänning vilket tillåter dem att penetrera och bevaka ett objekt på en mycket djupare nivå. Så ett optiskt mikroskop visar på reflektiviteten av en yta på ett material, ett röntgenteleskop visar på massans densitet, men ett neutronmikroskop visar på en djupare nivå uppbyggnaden av objektet i sig.
Hur fungerar det?
Neutronmikroskop använder ju då som tidigare nämnt neutroner för att skapa bilder. Och de använder dem genom kärnklyvning av lithium-6 (ett material som absorberar neutroner), som de lyckas med genom att använda en sorts neutronspridning.
Olikt andra mikroskop så kan inte ett neutronmikroskop använda sig av vanliga speglar, då neutronerna inte påverkas av dem, utan de måste istället använda sig av en Wolter spegel. Eftersom att neutronerna studsar iväg från elektronerna i en metall på ett sådant sätt, så interagerar de inte med materialet på ett vis som kan fångas upp. Utan istället så behövs det användas en Wolter spegel, som är en slags kurvad spegel, som utnyttjar den väldigt lilla vinkel som krävs för att kunna fånga neutronerna.
Vad kan ett neutronmikroskop göra?
En av de huvudsakliga materialen som ett neutronmikroskop kan studera är så kallade ”Soft matter”. Vilket är ett slags fysiskt materia som är deformerat eller vars struktur påverkas av temperatur eller mekanisk stress. Detta skulle då kunna vara vätskor, likviderade kristaller, polymer, kolloider osv. Detta eftersom att små ändringar i hydrogen inom ett material kan skapa synliga förändringar i neutroner. Och eftersom att neutroner är väldigt känsliga för lättare material, så ger de en unik inblick i organiska material.
Men som tidigare nämnt så har inte neutroner en elektrisk spänning, vilket ger dem en potentiellt unik insikt i magnetiska material. Neutronerna har ingen spänning, och därmed behövs det inte korrigeras därefter, men de har en snurrning, som om den hanteras rätt, gör att med vi med hjälp av neutroner kan bevaka styrkan och egenskaperna i ett materials magnetism. Så med hjälp av neutroner så har vi en potential för mycket större inblick i metallers uppbyggnad.
Neutronmikroskop idag och för imorgon
Så neutronmikroskop ger oss en unik insikt i en rad olika ämnen och material, från metaller till vätskor. Och eftersom att neutronmikroskop är relativt nya, och har bara byggt de senaste få åren, så är kanske inte dess fulla potential hittad ännu. Det är därför spännande att se till det gigantiska bygget som kommer göras i Lund, och kunna se vad de med hjälp av det mikroskopet kan hitta och ta reda på. Neutronmikroskop är ju så pass nya, och dess uppbyggnad är så komplicerad att det kan vara svårt att greppa dess helhet, men du kan vara säker på att du med spänning kan se fram emot de upptäckter som denna nya teknologi kommer ge oss!