Interaction Neutron-Matière
Base de l'interaction
Le neutron libre interagit avec les noyaux des atomes constituant la matière. Il peut :
– Etre absorbé
– Etre diffusé sans perte d’énergie (élastique)
– Etre diffusé avec perte d’énergie (inélastique)
– Exciter la matière
en fonction de son moment ou vecteur d’onde et éventuellement de son spin.
La mesure des changements de vecteurs d’onde Q et/ou de spin permet de remonter à des propriétés de la matière.
L’interaction sera d’autant plus forte que :
– La longueur d’onde du neutron approche les dimensions des structures de la matière.
– L’énergie du neutron approche les énergies de mouvement de la matière.
Ce qui rend les neutrons de longueur d’onde de 1 Å à 15 Å correspondant à des énergies de 0,4 meV à 80 meV particulièrement adaptés à l’exploration de la matière à l’échelle atomique.
Les différentes techniques neutroniques vont donc consister à faire interagir avec un échantillon de matière un flux de neutrons aux caractéristiques (moment et spin) bien connues et à mesurer (les variations de) leurs caractéristiques après interaction.
Selon les propriétés de la matière recherchées, différents instruments peuvent être utilisés.