Создание лучей Эйри — непростая задача: нейтроны не переносят электрический заряд и слабо взаимодействуют с веществом, так что их сложно фокусировать и направлять современными средствами оптики. К тому же, у них низкая когерентность и интенсивность, необходимые для генерации структурированных волн.

Для преодоления всех этих проблем авторы исследования, ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST), создали специальное кремниевое устройство с нанесенными на нем миллионами тонких линий. Линии распределены внутри шести миллионов крошечных квадратиков, расположенных на равном расстоянии друг от друга, пишет IE.

«Нам потребовались годы работы, чтобы выяснить правильные размеры [кремниевого] массива», — сказал Дмитрий Пушин, один из авторов исследования. Но теперь, когда обычный нейтронный пучок проходит через это оптимизированное кремниевое устройство, он преобразуется в пучок Эйри.

Поскольку лучи Эйри двигаются по криволинейным траекториям и сохраняют форму на больших расстояниях, они могут повысить разрешение нейтронной визуализации для исследования сложных материалов. Другая перспективная область — сочетание лучей Эйри с другими типами нейтронных пучков. Такой подход позволит ученым настраивать пучки под конкретные задачи, например, под обнаружение магнитных текстур в квантовых материалах, зондирование дефектов в современных полупроводниках и изучение хиральных структур в биомолекулах.

Проблема времени жизни нейтронов занимала умы ученых десятки лет. Физики из Австрии предложили объяснение: разница возникает из-за того, что нейтроны находятся в разных и пока еще не открытых возбужденных состояниях.