ON THE POLARIZATION APPEARING IN NEUTRON SCATTERING IN UNMAGNETIZED SAMPLES

Résumé
L'apparition d'une polarisation non nulle des neutrons est prévue lors de leur diffusion par les corps magnétiques ne présentant pas d'aimantation spontanée (ferromagnétiques au-dessus de T_c ; au-dessous de T_c, subdivisés en domaines ; verres de spin en l'absence de champ extérieur, antiferromagnétiques). Cette polarisation qui est due aux corrélations dynamiques entre spins impliquant trois atomes, résulte du phénomène d'interférence entre les termes du premier et du deuxième ordre dans la théorie des perturbations pour l'amplitude de diffusion magnétique. La direction de cette polarisation est parallèle à la normale au plan de diffusion, [MATH] = [[MATH]] où [MATH] et [MATH] sont les impulsions des neutrons incidents et diffusés respectivement. Cet effet est extrêmement sensible à la dynamique du système de spins, dans un phénomène de diffusion élastique il n'apparaît pas. Sa valeur est déterminée par le rayon des corrélations de spins et par l'amplitude du processus de désintégration des fluctuations paires de spin en deux fluctuations (ou de la fusion de deux fluctuations en une seule). D'après le calcul [1], lors de la diffusion dans les ferromagnétiques au-dessus de T_c, pour τ = (T-T_c)/T de l'ordre de 10^-3, une polarisation de l'ordre de 10^-3 à 10^-4 est attendue. Une telle valeur est en accord avec les résultats des mesures pour le fer [2]. Des mesures semblables dans les phases verre de spin, au voisinage des transitions de ces phases vers l'état paramagnétique, dans les phases aspéromagnétiques semblent présenter le plus grand intérêt.

Abstract
Polarisation of neutrons in their scattering from magnets which do not have a macroscopic moment is predicted. (This refers to ferromagnets above T_c, or below T_c in the multidomain state, spin glasses in the absence of external field, and antiferromagnets). The polarization which is due to threepoint dynamic spin correlations originates from the interference of contributions in the first and second orders of the perturbation theory for the magnetic scattering amplitude. It is directed parallel to the normal to the scattering plane, [MATH] = [[MATH]], where [MATH] and [MATH] are the incident and scattered neutron momenta, respectively. This effect is extremely sensitive to the spin system dynamics and is absent in elastic scattering. Its magnitude is determined by the spin correlation length and by the amplitude of the pair spin fluctuation decay (or of the merging of two fluctuations). Estimates [1] of the scattering in ferromagnets above T_c at τ = (T - T_c)x T^-1_c ~ 10^-3 suggest the appearance of polarization at a level of 10^-3 ÷ 10^-4. The magnitude of the effect agrees with the results of measurements carried out on iron [2]. Similar experiments for the spin glass phase and near the transitions from the latter to the paramagnetic and asperomagnetic phases seem to be of most interest.