Theory of inelastic neutron scattering of metallic electrons in one-electron approximation

Abstract

The cross section is studied for the inelastic magnetic scattering of epithermal neutrons by electrons in a metal where the states for the electrons are described by band theory. If the ratio between the wave number of the electrons and the wave number of the incoming neutrons is small compared with unity but not smaller than the mass ratio between electron and neutron, it is possible to calculate the cross section in the vicinity of certain scattering angles more closely. By such experiments one could obtain some information about the diameter of the Fermi surface and the mass tensor of the electrons.

Résumé

On considère la section efficace des neutrons épithermiques dans le cas d'une diffraction inélastique magnétique par les électrons d'un métal dont les états sont décrits par la théorie des bandes. Si le rapport de la longueur du vecteur d'onde de l'électron et du neutron indicent est petit compare a l'unité, mais pas plus petit que le rapport de leur masse, il est alors possible de calculer explicitement la section efficace aux alentours de certains angles de diffraction. De telles expériences peuvent livrer des renseignements sur le diamètre de la surface de Fermi et sur le tenseur de masse de l'électron.

Zusammenfassung

Es wird der Wirkungsquerschnitt für die unelastische, magnetische Streuung epithermischer Neutronen an Metallelektronen diskutiert. Hierbei werden die Metallelektronen durch die Bandtheorie beschrieben. Wenn das Verhältnis der Längen des Wellenzahlvektors der Elektronen und des Wellenzahlvektors der einlaufenden Neutronen klein gegen eins, jedoch nicht kleiner als das Massenverhältnis zwischen Elektron und Neutron ist, läßt sich der Wirkungsquerschnitt in der Umgebung bestimmter Streuwinkel explizit berechnen. Durch solche Experimente kann man Aussagen über den Durchmesser der Fermifläche und über den Massentensor der Elektronen erhalten.