Correlation Time-of-flight Spectrometry of Ultracold Neutrons

The fearures of the correlation method used in time-of-flight spectrometry of ultracold neutrons are analyzed. The time-of-flight spectrometer for the energy range of ultracold neutrons is described, and results of its testing by measuring spectra of neutrons passing through interference filters are presented.Comment: 16 pages, 5 figure

Use of a correlation chopper for time of flight neutron scattering - Part II : deconvolution in the experimental case

The deconvolution problem for a correlation chopper in time of flight diffraction experiments has been treated in a previous paper [1] by a matrix formalism. A practical case is now considered since the signal function obtained with a mechanical chopper is not rectangular, but triangular. This observed function Z is deconvoluted by means of either a rectangular inverse sequence (rectangle-triangle deconvolution) or a triangular one (triangle-triangle deconvolution). It is shown that there is a loss of resolution. Perturbations arising from the use of an imperfect mechanical device in elastic scattering, give rise to a negative image of the diffraction function due to variation of the chopper transmission with wavelength. This effect can be corrected a posteriori. The other perturbations give rise to loss of resolution or background modulation

Use of a correlation chopper for time of flight neutron scattering - Part II : deconvolution in the experimental case

The deconvolution problem for a correlation chopper in time of flight diffraction experiments has been treated in a previous paper [1] by a matrix formalism. A practical case is now considered since the signal function obtained with a mechanical chopper is not rectangular, but triangular. This observed function Z is deconvoluted by means of either a rectangular inverse sequence (rectangle-triangle deconvolution) or a triangular one (triangle-triangle deconvolution). It is shown that there is a loss of resolution. Perturbations arising from the use of an imperfect mechanical device in elastic scattering, give rise to a negative image of the diffraction function due to variation of the chopper transmission with wavelength. This effect can be corrected a posteriori. The other perturbations give rise to loss of resolution or background modulation.Dans un article précédent [1] nous avons développé un formalisme matriciel permet tant de résoudre facilement, dans le cas idéal, le problème de déconvolution lorsqu'on utilise un chopper statistique dans des expériences de temps de vol. Nous considérons maintenant le cas pratique. La fonction signal émise par un chopper mécanique n'est pas rectangulaire : c'est une fonction triangulaire. Nous déconvoluons la fonction observée Z avec une séquence inverse, soit rectangulaire (déconvolution rectangle-triangle), soit triangulaire (déconvolution triangle-triangle). Nous montrons que dans ce cas il y a une perte de résolution par rapport au cas idéal. Ensuite nous considérons les perturbations introduites par 1'utilisation d'un dispositif mécanique imparfait et nous montrons qu'il apparaîtra, en diffraction élastique, une image negative de la fonction de diffraction due à la variation de la transmission du chopper en fonction de la longueur d'onde. Cet effet peut être corrigé a posteriori. Les autres perturbations induisent des pertes de résolution, ou une modulation du bruit de fond

Use of a correlation chopper for time of flight neutron scattering - Part I : Theory of the deconvolution

We recall the principle of the correlation chopper and we develop a matrix formalism changing the deconvolution into the resolution of a linear system of N equations with N unknown roots. We consider the case of an ideal rectangular signal function and we solve the system when the number of analysing channels is equal to, or larger than the number of elements in the slot sequence { ai}. We show that, in practice, the correlation chopper improves the statistical accuracy with respect to a one slot chopper if the mean value of the diffraction function is smaller than one half the time independent background. We show also that an increase of the number of analysing channels, the experiment lasting the same time, improves the definition of the shape of the peaks, without modification of the relative accuracy of the measurement

Use of a correlation chopper for time of flight neutron scattering - Part I : Theory of the deconvolution

We recall the principle of the correlation chopper and we develop a matrix formalism changing the deconvolution into the resolution of a linear system of N equations with N unknown roots. We consider the case of an ideal rectangular signal function and we solve the system when the number of analysing channels is equal to, or larger than the number of elements in the slot sequence { ai}. We show that, in practice, the correlation chopper improves the statistical accuracy with respect to a one slot chopper if the mean value of the diffraction function is smaller than one half the time independent background. We show also that an increase of the number of analysing channels, the experiment lasting the same time, improves the definition of the shape of the peaks, without modification of the relative accuracy of the measurement.Nous rappelons le principe de fonctionnement du chopper statistique et nous développons un formalisme matriciel qui permet de remplacer la déconvolution par la resolution d'un système de N équations à N inconnues. Nous considérons le cas d'une fonction signal rectangulaire idéale, et nous résolvons le système d'équations lorsque le nombre de canaux d'analyse est égal, ou supérieur, au nombre d'éléments de la séquence de fentes {ai}. Nous montrons que, en pratique, le chopper statistique améliore la précision statistique, par rapport à un chopper à une fente, si la valeur moyenne de la fonction de diffraction est inférieure à la moitié du bruit de fond indépendant du temps. Nous montrons aussi que 1'augmentation du nombre de canaux d'analyse, la duree de l'expérience restant constante, permet de mieux définir la forme des pics, sans modifier la precision relative de la mesure

β ⇄ γ-SnF2 phase transition : neutron diffraction and NMR study

Lattice and atomic-position parameters of SnF2 have been measured by neutron diffraction for both orthorhombic (β) and tetragonal (γ) phases. Both structural and 19F NMR results indicate a continuous second order transition at 66 °C. The fluorine atoms undergo large displacements as a function of temperature but there is no change of size of the (SnF 4) bipyramids.Les paramètres de maille et les positions atomiques ont été déterminés par diffraction des neutrons pour les deux variétés orthorhombique (β) et quadratique (γ) de SnF2. Les résultats de diffraction et de RMN (19F) indiquent une transition continue du 2e ordre à 66 °C. La position des atomes de fluor varie avec la température mais les bipyramides (SnF4) ne sont pas modifiées lors de la transition

Different magnetic behaviour of the Kondo compounds Al Ce and Al Ce

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Neutron diffraction studies of CeAl2 at low temperature

Des mesures de neutrons polarisés sur CeAl2 montrent que le magnétisme est essentiellement dû à des ions Ce3+ et mettent en évidence un couplage anormal entre les spins de Ce et la polarisation des électrons de conduction. D'après les mesures de neutrons sur poudre et sur monocristal nous avons démontré que la structure magnétique est modulée sinusoïdalement jusqu'à TN/10, résultat incohérent avec la dégénérescence de Kramers. Ces deux points particuliers peuvent être reliés au comportement Kondo à haute température.Polarized neutron measurements on CeAl2 show that the magnetism is essentially due to a Ce3+ ion and indicate an anomalous coupling between the Ce spins and the polarization of conduction electrons. From powder and single crystal neutron measurements we have demonstrated that the magnetic structure is sinusoïdally modulated down to TN/10, a result which is incompatible with Kramers' degeneracy. These two particular results can be related to the high temperature Kondo behaviour

Detailed study of NdFe2 and additional results relative to PrFe 2 and YbFe2. Comparison with other R.E. Fe2 compounds

This paper concludes a study of the three Laves phase compounds YbFe 2, NdFe2 and PrFe2. The properties of NdFe 2 have been thoroughly investigated with a number of techniques including X-ray diffraction, magnetization measurements, 143Nd N.M.R., 57Fe Mössbauer effect and neutron diffraction. Some data is also reported on PrFe2 and YbFe2. The characteristics of these three compounds are compared with those of the rest of the RFe2 series leading to the following conclusions : a) the crystalline field at the Rare Earth is not constant throughout the series, b) the isotropic part of the hyperfine field at the iron includes a Lorentz term together with spin and (probably) orbital transferred contributions arising from the R.E., c) the anisotropic part of the hyperfine field only partly results from dipolar effects and seems to involve both an intrinsic d band contribution and a transferred contribution from the R.E., d) the hyperfine field at the Rare Earth nucleus is higher than the free ion hyperfine field in the second half of the series and lower in the first half of the series these deviations probably resulting from both self polarization effects and transferred fields from the iron.Cet article termine l'étude des trois composés phases de Laves YbFe 2, NdFe2 et PrFe2. Les propriétés de NdFe 2 y sont d'abord examinées de façon approfondie au moyen de nombreuses techniques (Rayons X, mesures d'aimantation, R.M.N. de 143Nd, effet Mössbauer du 57Fe, diffraction de neutrons). Quelques résultats additionnels concernant PrFe2 et YbFe2 sont également donnés. Enfin, les caractéristiques de ces trois composés sont comparées à celles du reste de la série, ce qui conduit aux conclusions suivantes : a) le champ cristallin sur la terre rare n'est pas constant dans la série, b) la partie isotrope du champ hyperfin sur le fer contient, d'une part, un terme de Lorentz et, d'autre part, des contributions transférées de spin et (probablement) d'orbite provenant des terres rares, c) la partie anisotrope de ce même champ n'est pas due aux seuls effets dipolaires et contient vraisemblablement, à la fois une contribution intrinsèque de la bande d et une contribution transférée due aux terres rares, d) le champ hyperfin vu par le noyau de terre rare est plus grand que le champ hyperfin de l'ion libre dans la deuxième moitié de la série et plus petit dans la première moitié, ces écarts étant probablement dus à la fois à des effets de self-polarisation et au champ hyperfin transféré venant des fers

Magnetic and hyperfine properties of NpFe2-xCoxSi2 tetragonal systems

Des mesures d'aimantation, d'effet Mössbauer et de diffraction neutronique ont été effectuées sur les composés intermétalliques NpFe2-xCoxSi2 (où x = 0 ; 1 ; 1,5 ; 2). Les études Mössbauer de 237Np permettent de mettre en évidence, pour les diverses valeurs de x, un ordre magnétique en dessous de 87(3), 15(3), 37(3) et 42(3) K respectivement, ainsi que des champs hyperfins de 2 535(50), 1 600(50), 2 210(50) et 2 600(50) MHz et des déplacements isomériques (relatifs à NpAl2) de - 2,3(3) ; + 7,6(3) ; 0(3) et - 2,9 mm/s. On a observé une très faible aimantation de caractère non saturé (à 4,2 K et 20 kOe). Un échantillon polycristallin de NpCo2Si2 a été étudié par diffraction neutronique entre 2 et 160 K. En dessous de 44 K on a observé cinq lignes de surstructure compatibles avec une structure antiferromagnétique de type I du sous-réseau Np(2 a ), pour laquelle TN = 44(3) K. Les intensités observées s'expliquent en attribuant un moment de 1,5 µB à l'ion Np et aucun moment localisé sur l'ion Co. Une corrélation directe entre déplacement isomérique, champ hyperfin et température d'ordre est mise en évidence pour la première fois. Une telle corrélation ne peut s'expliquer qu'en supposant une importante hybridation f-d et f-s.Magnetization, 237Np Mössbauer effect and neutron diffraction studies of the tetragonal NpFe2-x CoxSi2 (x = 0, 1, 1.5, 2) intermetallic compounds were performed. The Mössbauer studies of the 237Np show a magnetic order below 87(3), 15(3), 37(3), 42(3) K, hyperfine fields of 2 535(50), 1 600(50), 2 210(50), 2 600(50) MHz and isomeric shifts of - 2.3(3), + 7.6(3), 0(3), - 2.9 mm/s (relative to NpAl2 respectively. An extremely low magnetization of non-saturated character (at 4.2 K, 20 kOe) is observed. A polycrystalline ingot sample of NpCo2Si2 was studied by neutron diffraction at temperatures from 2 to 160 K. Five superlattice lines were observed at temperatures below 44 K and are consistent with an antiferromagnetic structure of the Np(2 a) sublattice of type I with TN = 44(3) K. The Np ion magnetic moment consistent with the diffracted intensities is 1.5(2) µB with no localized moment on the Co ion. A direct correlation between the isomer shift, hyperfine field and ordering temperature is reported for the first time. This unusual correlation can be explained only if strong f-d, f-s hybridization are assumed