Les parallèles établis entre l'interférométrie X et neutronique révèlent l'ampleur des défis spécifiques à cette dernière, en particulier la nécessité de construire des interféromètres neutroniques de taille beaucoup plus importante. Le premier signal d'interférométrie neutronique a été observé par une équipe dirigée par Helmut Rauch au réacteur de recherche TRIGA à Vienne en janvier 1974, près de 10 ans après la première observation aux rayons X.
Wolfgang Treimer, en tant qu'étudiant en doctorat d'Helmut Rauch, a commencé à mettre en place une station expérimentale d'interférométrie au TRIGA en 1972. À l'été 1973, il a visité Ulrich Bonse, dont l'institut à l'Université de Dortmund disposait de toute l'expertise et de l'équipement expérimental pour l'interférométrie X. Le 11 janvier 1974, il faisait partie de l'équipe qui a observé la première preuve d'interférence neutronique.
Par la suite, des expériences d'interférométrie ont été réalisées à Vienne et menées sur un instrument dédié à l'ILL (S18) dans des conditions expérimentales plus favorables en raison du flux de neutrons plus élevé. Cependant les premières expériences furent entravées par les vibrations mécaniques des choppers et des pompes, détruisant la cohérence quantique. Le banc optique a été équipé d'amortisseurs de vibrations - et l'interféromètre a fonctionné à partir de ce moment.
Dans les années 1980, Anton Zeilinger, actif pendant des décennies à l'ILL, a publié un article qui a marqué la physique de l'intrication quantique, inspiré par l'interférométrie neutronique, ce qui a valu à Zeilinger et ses collègues le prix Nobel de physique en 2022.
Le dernier développement très prometteur de l'interférométrie neutronique est l'utilisation d'un cristal divisé, plutôt qu'un monocristal. L'orientation des deux parties doit être contrôlée à une précision de 10-9 rad. Cela permettra d'utiliser des longueurs de trajet de neutrons de plusieurs mètres pour étudier les symétries fondamentales et les nouvelles forces des champs d'énergie noire avec une sensibilité extrême.
Gauche : De 1972 à 1974, la première station expérimentale pour un interféromètre à neutrons a été construite à l'Institut atomique de Vienne.
À droite : Image tirée de : W. Treimer, Dissertation, Universität Wien, März 1975, S. 115, ubdata.univie.ac.at/AC03293949
Reference: W. Treimer Physik Journal 23 (2024) Nr. 10 (lien)
Pour en savoir plus sur la réflectométrie neutronique à l'ILL :
- A Quantum Wave in Two Crystals (2022)
- Experimental demonstration of direct path state characterisation by measuring weak values in a matter-wave interferometer (2017)
Page de l'instrument S18