Desarrollo de técnicas neutrónicas aplicadas al estudio de la dinámica de la materia condensada

Este proyecto, continuación del 06/C185, contempla desarrollos en diversos aspectos relacionados con el uso de técnicas neutrónicas utilizadas en el estudio de sistemas de interés tanto para la ciencia básica como aplicada. La actividad experimental prevista se realizará principalmente en el Centro Atómico Bariloche (acelerador lineal LINAC) que es utilizado para la producción de neutrones en forma pulsada. Este proyecto está dedicado principalmente al estudio de diversas problemáticas relacionadas con el procesamiento de los datos experimentales obtenidos con las técnicas de dispersión inelástica profunda de neutrones (DINS), y sección eficaz total (SET). La técnica DINS tiene como principal objetivo obtener las distribuciones de impulsos de los átomos que componen la muestra, y ha mostrado ser particularmente útil a tal fin. En este sentido, hemos formulado un nuevo método de análisis de datos, corrigiendo serias inconsistencias encontradas en los métodos tradicionales las cuales arrojan dudas sobre resultados claves consignados en la literatura, como ser temperaturas efectivas de sistemas que contienen átomos livianos, y supuestas anomalías en la sección eficaz del hidrógeno. Recientemente esta técnica ha sido implementada en el Laboratorio de Neutrones del CAB, lo que permite llevar adelante un programa experimental independiente con el objeto de estudiar la dinámica de diferentes sistemas, validar la técnica para la obtención de valores absolutos de secciones eficaces neutrónicas epitérmicas, y extender su campo de acción a su empleo en espectrometría de masa no destructiva, entre otras aplicaciones. Por su parte la técnica SET, que constituye un valioso complemento de otras técnicas neutrónicas más detalladas, también se encuentra operativa en nuestro Laboratorio y ha probado ser de gran utilidad a fin de estudiar la estructura y la dinámica de diversos sistemas. En publicaciones previas hemos mostrado que mediante esta técnica simple se puede obtener con apreciable sensibilidad el espectro de frecuencias de sistemas dispersores incoherentes, y que la capacidad de esta técnica para estudiar propiedades estructurales y dinámicas aún no se encuentra debidamente explotada. Con esta técnica se realizarán determinaciones estructurales de alcoholes deuterados, mientras que de las correspondientes especies normales se extraerán parámetros dinámicos. Se realizarán mediciones de SET variando la temperatura de la muestra, obteniéndose así información experimental confiable de gran utilidad a los efectos de modelar la interacción de neutrones térmicos con tales sistemas. Otro aspecto importante de la actividad que realizaremos está relacionada con colaboraciones con grupos extranjeros para la aplicación de los conocimientos generados en el desarrollo de las técnicas de análisis propuestas. Estudiaremos la dinámica del helio líquido, a través de actividades experimentales que desarrollaremos en el Institut Laue Langevin de Grenoble (Francia) y colaboraremos en el desarrollo de software de procesamiento de datos para la línea de difracción de neutrones de aquél Instituto.The scope of this project covers several aspects related with the use of neutronic techniques employed in the study of systems of interest in basic and applied research. The experimental activity will be performed at Centro Atómico Bariloche. A pulsed electron LINAC is available, that allows to obtain 25 MeV electrons, which are employed to produce neutrons. The main purpose of this project is the study of several aspects related with the experimental data processing in the Deep Inelastic Neutron Scattering (DINS), and Neutron Total Cross Sections (NTCS) techniques. The main objective of DINS is to obtain the momentum distributions of the atoms of the sample under study. We have formulated a new data treatment procedure, that corrects serious flaws found in the usual modus operandi, that poses doubts on some published key results, notably anomalies in the Hydrogen cross sections in light water/heavy water mixtures. Recently this technique has been implemented at Centro Atómico Bariloche, and we are able to perform an independent experimental program to study the dynamics of different systems, to obtain absolute values of neutron total cross sections, and extend its range of applicability to non-destructive mass spectrometry. On the other hand NTCS has proven to be a valuable complement of more sophisticated neutron techniques, and is also operative at our Laboratory. Recently we showed its ability to apply it to the study of the frequency spectra of different systems, which presently is not fully exploited