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Nouvelle mesure du moment magnétique du neutron

La collaboration européenne nEDM@PSI vient de publier une mesure de précision du moment magnétique du neutron.

Les neutrons et les protons, constituant les noyaux atomiques, possèdent un moment magnétique. C’est ce magnétisme qui est à l’œuvre dans la technique d’imagerie par résonance magnétique (IRM). La valeur du moment magnétique du neutron n’avait été déterminée avec précision que par une seule expérience utilisant un faisceau de neutrons produit à l’Institut Laue-Langevin de Grenoble en 1979. Dans la perspective de caractériser les propriétés fondamentales du neutron (son moment magnétique, mais surtout son moment électrique) les physiciens exploitent un instrument auprès de la source de neutrons ultrafroids de l’Institut Paul Scherrer en Suisse. Un faisceau de protons bombardant une cible de plomb produit des neutrons, qui sont ralentis dans un glaçon de deutérium. On obtient des neutrons ultrafroids, que l’on peut stocker dans des pièges matériels pendant plusieurs minutes où ils sont soumis à un champ magnétique très stable et très homogène. La méthode des champs oscillants séparés de Ramsey est alors appliquée pour mesurer très précisément la fréquence de précession du spin du neutron.

La valeur du moment magnétique du neutron extraite de cette expérience, γ/2π = 29,164705(55) MHz/T, confirme la valeur de 1979. C’est la première mesure du moment magnétique utilisant les neutrons ultrafroids. La prochaine étape : améliorer la mesure du moment dipolaire électrique du neutron.

Pour en savoir plus : Physics Letters B 739 (2014) 128-132