General description:
Beam tube : G-3 horizontally bent cold guide
Incident wavelength : 3 Å - 15 Å (maximum flux 4 Å)
Monochromation Mechanical selector d(lambda)/lambda = 18% FWHM
Prefered wavelengths 6Å and 8Å
Polarizer , analyzer : Supermirrors
Polarization P0 : > 92%
Peak intensity at the sample : 0.5 * 10⁶ n cm ^-2 s ^-1 ( Maximum area : 25 x 50mm²)
Length of precession fields : L = 4 m
Total number of turns : 2 500
Maximum current : 140 A
Spectral resolution At 8 Å : hmin = 1 neV
Fourier time : 40 ns
Sample to analyzer distance : 6 m
Momentum transfert range : -10deg. < 2theta < 90deg. (2theta min > 1deg.)
At 6 Å : 0.018 Å^-1 < Q < 1.5 Å^-1
At 8 Å : 0.014 Å^-1 < Q < 1.11 Å^-1
Detectors : 3 ³He detectors

Ancillary equipment
Sample box
Fluid heater (- 20deg.C < T < 80deg.C)
Cryostat 1.5K

Cet appareil, basé sur le principe des échos de spins, permet de déterminer directement la "fonction de diffusion intermédiaire" :

Sb (Q , t) de l'échantillon étudié. La gamme des temps accessibles est de quelques dizaines de nanosecondes (transfert d'énergie de quelques nanoeV). Il est particulièrement adapté à la mesure de phénomènes non dispersifs :

Delta q omega = 0 et quasi-élastiques omega/Einc << 1.

La référence fondamentale est "Proceedings of the Workshop on Neutron Spin-Echo", Ed. MEZEI F. , Springer Lectures Notes in Physics 128, (Springer, Berlin, 1980)

La méthode des échos de spin de neutrons est une méthode de focalisation en longueur d'onde (au premier ordre) permettant d'utiliser une bande énergétique de neutrons incidents assez large ( d(lambda)/lambda = 20% largeur totale à mi-hauteur), compensant partiellement les pertes d'intensité liées à la taille de l'instrument ainsi qu'à la polarisation/analyse des neutrons.

Dans l'approximation quasi-élastique, avec d(lambda)/lambda0 << 1, la quantité mesurée, l'amplitude de l'écho de spin est proportionnelle à :

Somme( S(Q,w) cos(wt) dw ) = Sb (Q,t)

où t, le temps de Fourier, est donné par la formule :

t (sec) = 1.863 10^-16 .^S0^L H.dl .lambda0³ prop à H0 . lambda0³,

où H est donné en Oersted, L en cm, en Å, H0 désigne le champ moyen de précession magnétique et 0 la longueur d'onde incidente moyenne. 0^L H.dl est l'intégrale de champ dans les bobines de précession de longueur L.

En plus de la mesure de l'amplitude de l'écho, une analyse de polarisation classique (mono ou tridimensionnelle) permet le calcul de différentes corrections et dans certains cas, la séparation des différentes contributions à S(Q,omega) : cohérent/incohérent, magnétique/nucléaire, etc...

This spectrometer has been built in collaboration with the KFKI (Science Academy Hungary)

Shéma de G3-2 (fichier postscript: 140Kb).

La taille utile de l'instrument (15 mètres environ), un système polariseur/analyseur autorisant une grande divergence des faisceaux incident et diffusé, trois détecteurs He³ ainsi qu'une intégrale de champ magnétique maximum élevée (0,4 T.m) confèrent au spectromètre une haute résolution en Q et en .

Parmi les phénomènes physiques observables avec MESS, citons entre autres :
- les mouvements lents de grosses molécules (Biochimie, Physico-chimie)
- la diffusion magnétique (Paramagnétique, Ferromagnétique, Verres de Spin)
- les solitons, etc...

L'acquisition et le traitement des données sont réalisés sur micro-ordinateurs PC (MSDOS Système).

Les améliorations proches viseront à accroître le flux de neutrons incidents (meilleurs flippers, installation de guides dans les bobines de précession).

e-mail : mess@llb.saclay.cea.fr