用中子撞击电子会怎么样？

中子是一种微观粒子，内部由三个夸克组成。中子不带电（内部夸克电荷正负平衡），质量和质子相当，波长和原子直径相当。中子的自旋为1/2,具有和电子自旋相当的磁矩。因此，用一个中子去轰击电子，结果其实很简单：因为中子不带电，所以中子和电子之间并不会发生库仑相互作用。但是因为中子具有磁矩，而电子同样因为是1/2自旋而具有磁矩，两者磁矩大小相当，所以会发生磁相互作用。注意到磁矩就是磁偶极，因此中子和电子之间的相互作用主要就是磁偶极相互作用。

那么，用一群（或者说一束）中子去轰击一群电子，会发生什么情况？如果是一群杂乱无章的自由电子，那么中子受到的磁偶极相互作用也是各种情况都有，所以只能认为中子会被杂乱散开。但是，如果把电子放在一个固体材料中。那么未能排满轨道的电子自旋将会给原子造成一个固有的磁矩，在有固定周期的原子晶格中，这些电子自旋实际上会形成自旋的晶格——磁晶格。也就是说，电子自旋也会出现空间有序排列。那么一束中子入射的时候，就会发生布拉格散射和非弹性散射。就像一束波长和原子晶格相当的光（如X射线）入射一样，发生的布拉格散射就能标定原子排列方式。那么电子自旋对中子造成的布拉格反射，其实就可以用来确定电子自旋在固体材料中的排列方式。

此外电子自旋也是存在相互作用的，一旦它们的自旋存在关联效应，那么自旋的转动也会形成自旋波，这点和晶格振动造成的晶格波——声子一样，自旋波的能量量子就是磁振子。中子就会与磁振子发生散射，并可能交换能量。因此，利用中子的反弹性散射，就可以测量材料中的自旋波——电子自旋的相互作用模式。