Ультрахолодные нейтроны, очень медленные нейтроны, со скоростями £ 5 м/сек. Термин «Ультрахолодные нейтроны» объясняется тем, что примерно с такой же скоростью двигались бы молекулы газа при температуре ниже 10^-2 К. Ультрахолодные нейтроны обладают малой кинетической энергией (порядка 10^-7 эв), недостаточной для преодоления слабого отталкивания ядрами большинства химических элементов, и поэтому полностью отражаются от поверхности многих материалов. Величина отталкивающего потенциала равна:

  ,

  где h — Планка постоянная, m — масса нейтрона, N_i — плотность ядер i -го сорта в веществе, a_i — так называемая длина рассеяния нейтрона на этих ядрах. Для меди U = 1,7×10^-7 эв, для стекла U = 10^-7 эв. Для ядер ¹H, ⁷Li,⁴⁸Ti и ¹⁸⁶W U < 0, то есть Ультрахолодные нейтроны притягиваются. Отражение Ультрахолодные нейтроны в некоторой степени можно уподобить отражению света от металлических зеркал, оно может быть описано мнимым показателем преломления для нейтронной волны внутри отражающей среды (см. Нейтронная оптика).

Полное отражение Ультрахолодные нейтроны от стенок позволяет хранить их в течение нескольких мин внутри замкнутых вакуумированных объёмов. Впервые на эту особенность Ультрахолодные нейтроны в 1959 указал Я. Б. Зельдович; первые эксперименты по обнаружению и хранению Ультрахолодные нейтроны были выполнены Ф. Л. Шапиро с сотрудниками в 1968. Время хранения Ультрахолодные нейтроны в замкнутых сосудах ограничено временем жизни свободного нейтрона до бета-распада, а также процессами захвата нейтронов ядрами и неупругого рассеяния нейтронов на ядрах в поверхностном слое толщиной (4pNa)^-1/2~ 10^-6 см. Ультрахолодные нейтроны могут течь по трубам произвольной формы (нейтроноводам) как разреженный газ. Изогнутые нейтроноводы используются для вывода Ультрахолодные нейтроны из ядерных реакторов и выделения из потока тепловых нейтронов, в котором доля Ультрахолодные нейтроны составляет лишь 10^-11. Поэтому реально получаемые плотности Ультрахолодные нейтроны £1 нейтрон/см³. На движение Ультрахолодные нейтроны существенно влияют магнитное и гравитационное поля. Свойства Ультрахолодные нейтроны пока недостаточно изучены, но, по-видимому, они могут служить чувствительным инструментом для обнаружения возможного электрического заряда или электрического дипольного момента у нейтрона (см. Нейтрон).

 

  Лит.: Гуревич И. И., Тарасов Л. В., Физика нейтронов низких энергий, М., 1965; Власов Н, А., Нейтроны, 2 изд., М., 1972.

  В. И. Лущиков.