国家标准与技术研究所的查德·鲍廷 中子(蓝色)，可以穿透固体物体(像灰色的钢墙)，没有电荷
然而，运动中的中子的磁性自旋受到电场(绿色)的影响，当它们穿过电场时，它们的自旋方向会发生轻微的变化
这种自旋方向的变化(红角)可以通过旋光法(使用中子自旋过滤器和螺线管，由线圈表示)来测量，为检查无法直接观察到的电气设备提供了一种潜在的方法
信用:N
Hanacek/NIST 美国国家标准与技术研究所(NIST)和桑迪亚国家实验室的科学家开发出一种利用中子探测空间电场的方法，这是成像技术的一个潜在进步，传统探测器无法探测到空间电场
在《物理评论快报》杂志上描述的这种非破坏性但具有穿透力的方法，可以制造出能透过墙壁检测电子元件电场的传感装置——这显然是安全筛查和其他诊断应用的有用能力
“这是第一次有人能够对物理隔离的电场进行成像，”NIST物理学家丹·胡西说
“可能有些东西你不想拆开，但想检查一下
这种方法可能提供一种方法来观察它的电场，即使有障碍物阻挡
" 这项技术需要一束强烈的极化中子，这些粒子与质子一起形成除简单氢以外的所有元素的原子核
中子具有穿透致密物质的能力，如金属，这种物质会阻挡其他粒子或辐射的通过
不像带电粒子，如带正电的质子，中子没有净电荷
然而，它们确实有一种叫做自旋的磁性，可以被磁场操纵
中子的自旋方向受磁性影响——研究小组利用了这一点
“中子是电中性的，但我们用它来感应电场，”胡西说
这个想法起源于桑迪亚物理学家袁宇，他最近开始了一个实验室指导的研究和发展(LDRD)项目，以检测传统探测器无法到达的空间中的电场
为了实现这一目标，焦需要一个好的中子源和有能力的探测器——这一需求把他带到了NIST中子研究中心(NCNR)
中子通过电场时，相当于电场向静止的中子运动；只有视角或参照系不同
当电场源移动时，它会产生磁场
即使在这个演示实验中使用了强电场，有效磁场也很弱(大约比地球磁场小50倍)
然而，这个弱磁场稍微倾斜了中子的磁自旋方向
在实验中，倾斜角小于1度，但是使用该团队开发的灵敏的偏振测量方法，测量到的微小旋转的精确度约为百分之一度
为了进行这种精确的测量，胡西和他在NIST的同事们在NCNR已有的偏振测量能力的基础上，开发了一种比传统偏振测量大约灵敏100倍的方法
他们的方法取决于中子进入一种叫做螺线管的电磁体时的自旋行为，这种电磁体与极化中子自旋过滤器一起使用
这个装置是为其他目的而开发的，但它被证明是这项研究的理想选择
实验的条件似乎削弱了该技术在野外使用的实际价值，因为该团队需要一个不方便的大型反应堆来产生中子束
然而，更小的、商业上可获得的中子发生器确实存在，这表明如果这种方法能够产生足够强的中子束，有朝一日可能会被便携式设备所利用
胡西强调，这些结果只能证明这个概念是有效的
他说:“我们没有急于试图看到金属物体的内部，但这将在不久的将来实现。”
然而，随着研究人员围绕它设计实验，传感技术可能会找到更多的用途
“你可能想在高压电子设备工作时对其进行诊断，或者潜在地研究样品环境中具有电特性的材料，”胡西说
“现在这种能力已经存在，也许会出现其他想法
"
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