Diffuse scattering model of ultracold neutrons on wavy surfaces
Notice bibliographique
Résumé
Metal tubes plated with nickel-phosphorus are used in many fundamental physics experiments that use ultracold neutrons (UCN) because of their ease of fabrication. These tubes are usually polished to an average roughness of $25\text{--}150\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{nm}$. However, there is no scattering model that accurately describes UCN scattering on such a rough guide surface with a mean-square roughness greater than $5\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{nm}$. We, therefore, developed a scattering model for UCN in which scattering from random surface waviness with a size larger than the UCN wavelength is described by a microfacet Bidirectional Reflectance Distribution Function model (mf-BRDF model), and scattering from smaller structures by the Lambert's cosine law (Lambert model). For the surface waviness, we used the statistical distribution of surface slope measured by an atomic force microscope on a sample piece of guide tube as an input of the model. This model was used to describe UCN transmission experiments conducted at the pulsed UCN source in J-PARC. In these experiments, a UCN beam collimated to a divergence angle smaller than $\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}{6}^{\ensuremath{\circ}}$ was directed into a guide tube with a mean-square roughness of 6.4 to $17\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{nm}$ at an oblique angle, and the UCN transport performance and its time-of-flight distribution were measured while changing the angle of incidence. The mf-BRDF model combined with the Lambert model with scattering probability ${p}_{L}=0.039\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.003$ reproduced the experimental results well. We have thus established a procedure to evaluate the characteristics of UCN guide tubes with a surface roughness of approximately $10\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{nm}$.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».