En un posible paso adelante para la tecnología de imágenes, Los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y los Laboratorios Nacionales Sandia han desarrollado una forma de usar neutrones para detectar campos eléctricos en espacios que son inalcanzables por sondas convencionales.

Su método no destructivo pero penetrante, descrito en la revista Cartas de revisión física , podría conducir a dispositivos de detección que pueden ver a través de las paredes para detectar los campos eléctricos en los componentes electrónicos, una capacidad claramente útil para el control de seguridad y otras aplicaciones de diagnóstico.

"Esta es la primera vez que alguien ha podido obtener imágenes de un campo eléctrico que ha sido aislado físicamente, "dijo Dan Hussey, un físico del NIST. "Podría haber algo que no desee desarmar pero sí inspeccionar. Este enfoque podría ofrecer una forma de ver sus campos eléctricos aunque haya barreras en el camino".

La técnica requiere un haz intenso de neutrones polarizados, las partículas que junto con los protones forman los núcleos de todos los elementos que no sean el hidrógeno simple. Los neutrones poseen la capacidad de penetrar materiales densos, como los metales, que bloquean el paso de otras partículas o tipos de radiación.

A diferencia de las partículas cargadas, como protones cargados positivamente, los neutrones no poseen carga eléctrica neta. Sin embargo, tienen una propiedad magnética llamada espín, que puede ser manipulado por un campo magnético. La dirección de giro del neutrón se ve afectada por el magnetismo, algo que el equipo de investigación utilizó para su beneficio.

"El neutrón es eléctricamente neutro, y, sin embargo, lo usamos para detectar el campo eléctrico, "Dijo Hussey.

La idea se originó con el físico de Sandia Yuan-Yu Jau, quien recientemente inició un proyecto de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio (LDRD) para detectar campos eléctricos en espacios inalcanzables por sondas convencionales. Para darse cuenta Jau necesitaba una buena fuente de neutrones y detectores capaces, necesidades que lo llevaron al Centro de Investigación de Neutrones del NIST (NCNR).

Cuando un neutrón atraviesa el campo eléctrico, es equivalente al campo eléctrico que se mueve hacia un neutrón estacionario; solo la perspectiva, o marco de referencia, es diferente. Y cuando la fuente de un campo eléctrico se mueve, genera un campo magnético.

Incluso para el fuerte campo eléctrico empleado en este experimento de demostración, el campo magnético efectivo era débil (unas 50 veces más pequeño que el campo magnético de la Tierra). Sin embargo, este campo magnético débil inclinó ligeramente la dirección del giro magnético del neutrón. En los experimentos, el ángulo de inclinación era inferior a un grado, pero utilizando un método de polarimetría sensible desarrollado por el equipo, se midió una pequeña rotación con una precisión de aproximadamente una centésima de grado.

Para realizar esta medición precisa, Hussey y sus colegas del NIST se basaron en las capacidades establecidas del NCNR en polarimetría para desarrollar un método que es aproximadamente 100 veces más sensible que la polarimetría convencional. Su método depende del comportamiento de los espines de los neutrones cuando pasan a un tipo de electroimán llamado solenoide. utilizado junto con un filtro de espín de neutrones polarizado. Este dispositivo fue desarrollado para otros propósitos, pero resultó ideal para esta investigación.

Las condiciones del experimento pueden parecer que socavan el valor práctico de la técnica para su uso en el campo, ya que el equipo necesitaba un reactor inconvenientemente grande para generar el haz de neutrones. Sin embargo, menor, existen generadores de neutrones disponibles comercialmente, lo que sugiere que algún día el método podría ser aprovechado por un equipo portátil si pudiera generar un haz de neutrones lo suficientemente fuerte.

Hussey enfatizó que los resultados demuestran solo que el concepto es válido. "No nos adelantamos a tratar de ver el interior de objetos metálicos, pero eso llegará en un futuro cercano, " él dijo.

Sin embargo, la técnica de detección podría encontrar más usos a medida que los investigadores diseñen experimentos a su alrededor.

"Es posible que desee diagnosticar los dispositivos electrónicos de alto voltaje mientras están en funcionamiento, o potencialmente estudiar materiales que tienen propiedades eléctricas en entornos de muestra, ", Dijo Hussey." Ahora que existe la capacidad, quizás surjan otras ideas ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de NIST. Lea la historia original aquí.