摘要：科学家创建了第一个中子“通风梁”，它具有普通中子梁没有的异常功能。该成就可以增强基于中子的技术来研究难以通过其他方式探索的材料的性质。例如，光束可以探测手性分子的特征，这在生物技术，化学制造，量子计算和其他领域都很重要。...

在物理学首先，包括美国国家标准技术研究所（NIST）的科学家在内的团队创造了一种方法，使中子横向曲线旅行。这些通风的光束（以英国科学家的乔治·艾里（George Airy）的名字命名），该团队使用定制设备创建了这些横梁，可以增强中子的能力，可以揭示有关从药物到香料再到农药的材料的有用信息 - 部分是因为梁可以绕障碍物弯曲。

宣布调查结果的论文出现在今天的发行中物理评论信。该团队由布法罗大学的杜桑·萨雷纳克（Dusan Sarenac）领导，加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）的量子计算研究所（IQC）的合着者构建了有助于创建通风横梁的定制设备。该团队还包括马里兰大学，橡树岭国家实验室，瑞士保罗·施雷尔学院的科学家，以及德国在亨氏·梅尔·莱布尼兹·Zentrum的德国尤利希中子科学中心。

除了遵循抛物线形路径外，通风的梁还以其他可以无视直觉的方式行事。与典型的手电筒不同，它们在旅行时不会散布。它们甚至具有“自我修复”的能力，这意味着，如果障碍物阻塞了光束的一部分，则光束的其余部分在通过障碍物后会再生其原始形状。

尽管其他研究团队已经从其他颗粒（例如光子或电子）中创建了空气的光束，但将中子悬挂在通风梁中却更加困难。镜头无能弯曲它们，并且由于中子无负荷，因此电场不会影响它们。团队需要一种新的方法。

因此，研究人员定制了一个衍射光栅阵列 - 硅的正方形大约是铅笔橡皮头的大小，并用很小的线得分。这些线被排列成一个超过600万个正方形，并以精确的距离彼此分离，可以将普通的中子束分成通风的光束。

虽然刮擦一块硅的想法原则上很简单，但弄清楚如何安排划痕以产生通风梁是什么。

IQC大学教师兼滑铁卢大学教授Dmitry Pushin说：“我们花了多年的时间来弄清楚阵列的正确维度。” “我们只需要大约48个小时就可以在滑铁卢大学的纳米制造设施上雕刻磨碎，但是在此之前，多年来，博士后研究员花了多年的时间准备。”

休伯说，中子通风的光束可以帮助中子成像设施更好。它们将有助于增加扫描的分辨率或创建不同的焦点点，以更仔细地查看对象的特定部分，从而改善常用的成像技术，例如中子散射和中子衍射。

休伯说，最诱人的可能性之一是找到将中子灯与另一种类型的中子束相结合的方法。

萨雷纳克说：“我们认为将中子梁结合在一起可以扩大通风梁的有用性。” “如果某人想要为某些物理或材料应用量身定制的通风横梁，他们可以调整我们的技术并获取它们。”

例如，科学家可能会将中子横梁与螺旋中的中子相结合，该团队学会了十年前创建的中子。叠加这两个光束将使科学家能够探索材料的手性 - 这种特征通常被描述为“手工”，其中一个分子具有两种镜像形式，它们可能具有截然不同的特性。

探索和表征手性的更好方法可以促进具有特定特性和功能的手性分子的发展，并有可能彻底改变制药，材料科学和化学制造业等行业。例如，全球手物市场每年超过2000亿美元，手性催化技术是许多化学产品的生产。

手性对于量子计算和其他尖端电子应用（例如Spintronics）的重要性也在越来越重要。

休伯说：“材料的手性会影响电子的旋转方式，我们可以使用自旋偏振电子进行信息存储和处理。” “控制它也可以帮助我们操纵形成量子计算机组成块的量子。中子通风梁可以帮助我们更有效地探索具有这些功能的材料。”