Lente inédita viabiliza imageamento com nêutrons, superior aos raios X

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/08/2026

A lente já montada na estrutura que permite sua colocação no feixe de nêutrons e (embaixo) uma imagem de teste de um logotipo do instituto feita a seis metros de distância.
[Imagem: Markus Fischer/PSI]

Imageamento de nêutrons

Assim como os raios X, os nêutrons podem ser usados para gerar imagens do interior de materiais e objetos. Na verdade, os nêutrons podem fornecer informações únicas sobre a estrutura dos materiais.

Ao contrário dos raios X, os nêutrons podem penetrar profundamente em muitos metais, mantendo-se altamente sensíveis a elementos leves como hidrogênio e lítio. Dessa forma, o imageamento por nêutrons pode ser usado para observar a distribuição de óleo, polímeros ou lítio dentro de estruturas metálicas densas, como motores ou baterias, revelar a absorção de água em plantas ou examinar artefatos arqueológicos de forma não destrutiva.

Só tem um problema: Os nêutrons são difíceis de manipular. A mesma interação fraca que permite que os nêutrons penetrem fundo na matéria também os torna notoriamente difíceis de desviar ou focalizar, o que tem limitado o desenvolvimento de técnicas avançadas de imagem.

Agora, pela primeira vez, esse desafio foi vencido por um tipo inovador de lente, projetado especificamente para os nêutrons por Mano Veeraraj e colegas do Instituto Paul Scherer, na Suíça.

"Isto é apenas o começo," disse Veeraraj. "Já vemos maneiras de melhorar a lente. O ponto crucial não é simplesmente a resolução, mas uma forma completamente nova de capturar imagens."

Projeto e componentes do novo sistema de imageamento por nêutrons.
[Imagem: Veeraraj et al. - 10.1038/s41467-026-74925-w]

Lente de nêutrons

Grande parte do desafio reside no fato de que os feixes de nêutrons normalmente contêm nêutrons de muitos comprimentos de onda diferentes. E, para obter uma imagem de alta resolução, a lente precisa concentrar todos no mesmo ponto focal. Apesar das muitas tentativas, nenhuma lente prática para imagem de nêutrons conseguiu focalizar a ampla gama de comprimentos de onda em um feixe de nêutrons - até agora.

A nova lente - a primeira do seu tipo no mundo - focaliza uma ampla gama de comprimentos de onda de nêutrons no mesmo ponto, possibilitando imagens nítidas e ampliadas com uma resolução inferior a vinte micrômetros - mesmo para objetos que não podem ser colocados perto do detector. Seu nome é lente de nêutrons acromática.

Em vez de um tradicional bloco de vidro, a lente de nêutrons consiste em anéis concêntricos feitos de níquel e estruturas precisamente esculpidas em diamante, todos dispostos em uma geometria cuidadosamente definida. Ao contrário das lentes convencionais de luz visível, que dependem apenas da refração, as lentes de nêutrons também exploram a difração, o fenômeno que faz com que as ondas se espalhem ou formem padrões quando passam por grades ou pequenas aberturas. Os anéis de níquel geram o padrão de difração, enquanto as estruturas de diamante refratam o feixe de nêutrons; juntos, esses efeitos formam uma imagem ampliada no detector.

Demonstração do comportamento acromático da nova lente de nêutrons (em cima) em comparação com uma placa de zona de Fresnel equivalente (embaixo).
[Imagem: Veeraraj et al. - 10.1038/s41467-026-74925-w]

Imagens à distância

Os pesquisadores fizeram os primeiros testes da lente de nêutrons criando imagens de uma bateria comercial de íons de lítio. Com a bateria posicionada a seis metros do detector, eles conseguiram ampliar em sete vezes a estrutura em camadas do conjunto de eletrodos.

"Se você tiver uma linha de luz suficientemente longa, em princípio poderá ampliar mais. A ampliação não é limitada pela lente, mas sim pelo comprimento do instrumento," contou Veeraraj.

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