Тематический план
VIII семестр, зачет
Тема 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ТЕПЛОВЫХ И ХОЛОДНЫХ НЕЙТРОНОВ НА АТОМАХ
Свойства нейтрона. Взаимодействие нейтронов с ядрами. Сечения рассеяния и поглощения. Дифференциальное сечение рассеяния. Упругое рассеяние тепловых и холодных нейтронов на ядрах. Длина рассеяния. Когерентное и некогерентное рассеяние. Магнитное рассеяние.
Тема 2. БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК И МАЛОУГЛОВОЕ РАССЕЯНИЕ
Функция радиального распределения и структурный фактор рассеяния жидкости. Рассеяние на ансамбле неоднородностей. Понятия контраста и малоуглового рассеяния. Плотность распределения длины рассеяния. Сравнение нейтронного и рентгеновского экспериментов.
Тема 3. ФОРМ-ФАКТОР РАССЕЯНИЯ
Определение формы частицы. Форм-фактор рассеяния однородных частиц. Полидисперсные частицы. Рассеяние на частицах с высокой анизотропией формы. Анализ сложных форм. Форм-фактор рассеяния неоднородных частиц.
Тема 4. ИНВАРИАНТЫ РАССЕЯНИЯ
Пространственная автокорреляционная функция. Асимптотика малых векторов рассеяния. Приближение Гинье. Радиус инерции. Асимптотика больших векторов рассеяния. Приближение Порода. Инвариант Порода. Корреляционная длина. Гладкие и нерегулярные поверхности. Основы метода косвенного преобразования Фурье.
Тема 5. ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ ЧАСТИЦЫ В ЖИДКИХ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРАХ. СТРУКТУРНЫЙ ФАКТОР РАССЕЯНИЯ
Уравнение Орнштейна-Цернике. Длина корреляции. Структурный фактор. Асимптотика малых векторов рассеяния. Эффекты полидисперсности и анизотропии взаимодействия. Мицеллярные растворы поверхностно-активных веществ.
Тема 6. ПОЛИМЕРЫ В РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРАХ
Идеальные цепи. Гауссов клубок. Функция Дебая. Структурный фактор полимерного клубка. Скейлинг. Эффективный размер клубка. Персистентная длина. Возмущенные цепи. Блок-сополимеры.
Тема 7. МНОГОУРОВНЕВЫЕ ПОЛИМЕРОПОДОБНЫЕ СИСТЕМЫ
Анизотропные и разветвленные агрегаты. Экспоненциально-степенное приближение. Многоуровневая иерархия структуры. Эффект конечного размера. Моделирование кривых рассеяния на фрактальных агрегатах. Логарифмические фракталы.
Тема 8. БЕЗЧАСТИЧНЫЕ И КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРОПОДОБНЫЕ СИСТЕМЫ
Термодинамические флуктуации плотности. Многофазные квазиравновесные системы. Критические явления. Разделение фаз. Гомогенная и гетерогенная нуклеация. Концентрированные растворы полимеров, кластеров наночастиц, ПАВ. Расплавы и гели. Упорядоченные полимероподобные структуры. Жидкокристаллические и кристаллические полимеры.
Тема 9. СИСТЕМЫ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ НАНООБЪЕКТОВ, ВКЛЮЧАЯ МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ
Вариация контраста. Комплексы частиц. Липидные бислои. Магнитные наночастицы в растворах. Магнитные жидкости. Плотность магнитной длины рассеяние. Эмульсии.
Тема 10. ВАРИАЦИЯ КОНТРАСТА. МЕТОД БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ
Монодисперсные немагнитные наночастицы. Полидисперсные и магнитные наночастицы.
Тема 11. МАГНИТНОЕ МАЛОУГЛОВОЕ РАССЕЯНИЕ
Периодические и спиральные магнитные структуры. Магнитные коллоиды. Магнитные композитные системы. Флуктуации плотности при магнитных критических явлениях.
Тема 12. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ
Стационарный и времяпролетный режимы. Установки по малоугловому рассеянию нейтронов. Выбор параметров проведения эксперимента и функция разрешения. Абсолютные измерения. Поляризованные нейтроны.
Основная литература
1. Д. И. Свергун, Л. А. Фейгин. “Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние”. Москва, “Наука”, 1986, 279с.
2. Brumberger, H. (Ed.), Modern aspects of small-angle scattering, Kluwer Acad. Publishers: Dordrecht, 1995.
3. Grillo, I., Small-Angle Neutron Scattering and Applications in Soft Condensed Matter, in Soft Matter Characterization, R. Borsali and R. Pecora, Editors. 2008, Springer Netherlands: Dordrecht. p. 723-782
4. C.M. Jeffries, J. Ilavsky, A. Martel, S. Hinrichs, A. Meyer, J. Skov Pedersen, A.V. Sokolova, D.I. Svergun, Small-angle X-ray and neutron scattering, Nat Rev Methods Primers 1, 70 (2021)
5. A. Guinier and G. Fournet. “Small-Angle Scattering of X-Rays”. John Wiley & Sons, Inc. (New York), Charman $ Hall, Ltd. (London), 1955, 268p.
Дополнительная литература
- И.И. Гуревич, Л.В. Тарасов, Физика нейтронов низких энергий, М.: Наука 1965
- Ю.З. Нозик, Структурная нейтронография // Ю.З. Нозик, Р.П. Озеров, К.Хенниг; под общ. ред. Р.П. Озерова, Т. 1, М.: Атомиздат, 1979
- А.В. Белушкин, Введение в методику рассеяния нейтронов, М.: МГУ, 2000.
- М.В. Авдеев, В.Л. Аксенов, Малоугловое рассеяние нейтронов в структурных исследованиях магнитных жидкостей, УФН, т. 180, №10, с. 1009-1034, 2010.
- А.М. Балагуров, Дифракция нейтронов для решения структурных и материаловедческих задач, М.: МГУ, 2017.
- В.Л. Аксенов, А.М. Балагуров, Основы нейтронографии, М.: МГУ, 2023.
- Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р., Статистическая физика макромолекул, М.: Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит. , 1989. - 344 с.