你最新研究消息的来源
介子是一种不稳定的亚原子粒子，类似于电子，但质量要大得多。μ子的寿命只有几微秒，但与许多不稳定亚原子粒子的寿命相比，这已经很长了。由于它们的寿命相对较长，正μ子经常被用来探测固体材料的内部磁场。然而，负介子很少用于此目的，因为需要大量数据集才能获得可靠的结果，并且实验数据收集时间通常有限。最近，研究人员开发了一种系统，可以以更快的速度计算μ子事件，从而允许在适当的时间框架内完成实验。利用这一系统，日本的一个合作小组首次实现了利用负μ子观测固体局部核磁场的长期目标。
正如他们在文章中所解释的那样物理评论快报在美国，研究小组在实验中使用氢化镁作为固体。氢化镁的分子式是MgH2是一种潜在的储氢材料。在负介子束实验中选择氢化镁作为研究对象，是因为最初在氢上捕获的介子会迅速转移到镁上，从而可以研究氢的转移过程。
“暴露在负介子束下的镁原子有效地转化为钠，”丰田中央研究与开发实验室公司的第一作者Jun Sugiyama说。“然后能够检测到这些转化原子周围氢原子的局部磁场，这意味着我们可以跟踪氢的扩散。”
实验采用高强度μ介子束和高集成度正电子探测器系统对氢化镁样品中的局部磁场进行检测。所得光谱与具有随机磁场的镁原子相一致，符合理论预测。特别地，结果与偶极子场计算的估计一致，表明氢化镁中氢的核磁场确实被观测到。
“我们使用负介子来探测离子的局部行为的方法很有吸引力，因为它允许我们从原子核的固定点研究固体中轻元素的动力学，”大阪大学的合著者Kazuhiko Ninomiya说。“因此，这种方法是对核磁共振波谱的补充。”
利用这种基于负介子的技术，现在可以跟踪固体中氢的运动，这将有助于氢储存材料的发展。
期刊引用：
引用此页：