Устройство для определения поляризационных характеристик ферромагнитных пленок на ультрахолодных нейтронах Советский патент 1985 года по МПК G01T1/32 G01T3/00 

Изобретение оттгосится к области экспериментальной нейтронной фияики и может быть использопано в исследо ваниях с поляризацио-нными, ультрахо-лодными нейтронами (УХИ). Известно устройство для определения поляризационных характеристик ферромагнит1-;ых пленок (ФП) на УХН, содержащее нейтроновод с двумя разрывами для установки ФП, магниты дл намагничивания ФП, спиновый флиппер и нейтронный детектор lj , Измерение интенсивности УХН осуществляетс при непрерывном протоке УХН через устройство, С помощью этого устройства определяют значение произведения поляризующей эффективности Р первой пленки на анализирующую эффективность Р.. второй пленки. Раздельное определение этих характерис тик невозможно. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения поляризационных характеристик ФП на УХН, содержа цее ловушку УХН с засJтoIпtoй, нейтроновод с разрывом для установки ФП, магнит для намагничивания ФП, устройство для ввода п вывода ЛП из разрыва нейтооновода, спиновый флиппер и нейтроннЕлй детек тор i2J . Устройство работает в .импульсном режиме. С помощью этого устройства определяют интегральные поляризационные характеристики ФП. Однако определение дифференциальных характеристик невозможно. Д1ель изобретения - определение дифференциальных характеристик ФП на УХН. Цель достигается тем, что в устройство для Определения полялизационных характеристик ферромагнитны пленок на УХН, содержащее ловушку. УХН с заслонкой, нейтроновод с разрывом для установки ФП, магнит для намагничивания ФП, устройство для ввода и вывода ФП из разрыва нейтро вода, спиновьпЧ флиппер и нейтронньй детектор, дополнительно введены ловушка УХН с заслонкой, спиновый флиппер и Нейтронный детектор, лову ки установлены на концах нейтроноврда, флипперы размещены симметричн относительно разрыва нейтроновода, детекторк установлены на ловушках, обе ловушки снабжены подводящими нейтроноводами с заслонками. С помощью такого устройства возможно осуществить многократное пропускание УХН через ФП,,начиная и заканчивая с любой ее стороны. По совокупности экспериментальных данных определяют дифференциальные поляризационные характеристики ФП. На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. Оно содержит ловушки УХН 1 и 2 с входными заслонками 3 и А, выходными засло1и :ами 5 и 6 и перепускными заслонками 7 и 8. Ловушки соединены зеркальным нойтроноводом 9, в разрыве котсфого установлена ФП 10, находящаяся ,oдIIoвpeмeн ro в зазоре намагничивающего магнита 11. С помощью устройства 12 ФП может выводиться из нейтрорговода, оставаясь в зазоре магнита, при этом должна сохраняться однородность магнитного поля на пути перемещения ФП. По обе стороны ФП на нейтроновод установлены, спиновые флипперы 13 и 14. Для наполнения ловушек УХН служат подводящие нейтроноводы 15 и 16. К ловушкам подсоединены нейтронные детекторы 17 и 18. Устройство работает циклическим образом.УХН от источника нейтронов по подводящему нейтроноводу 15 поступают в ловушку, при открытой заслонке 3. Остальные заслонки закрыты ФП 10 находится в нейтроноводе 9. После наполнения ловушки 1 заслонка 3 закрывается, и нейтроны выдерживаются -в. ловушке 1 определенный интервал времени, необходимый для их изотропирования. Затем заслонки 7 и 8 открываются, и УХН перепускаются из ловушки 1 в ловушку 2. При этом УХН проходят ФП первый раз и поляризуются. Поляризующая эффективность является интегральной характеристикой ФП, которая выражается через дифференциальные поляризующие характеристики bvj , представляющие собой вероятности нейтрону с заданной ориентацией спина j оказаться после прохрждёния ФП с другой ориентацией i , .индексы i и j принимают значения + или -, соответствующие направлению магнитного момента нейтрона по или против магнитного поля. Тогда поляризующая эффективность при прохождении УХН через ФП в одну сторону, характеризуемая индексом г , .рав.на (К + +Ь.-Ь.,-Ь.,). (.1) и в другую сторону (индекс Ь ) K.-V, ,.b.,-K,-b.P. т4(К.Ь,.а.,.ь.. есть третья интегральная характери стика ФП - пропускание, которая не зависит от направления прохождения через ФП. Второе перепускание УКН из ловуш 2 в ловушку 1 позволяет осуществит двухкратное прохождение УХН через и измер-ить его соответствующий эффект:: .lillie i-T . fe - счета детектора 1 где при выключенном и включенном флиппер 14 соответственно после двух перепус каний. Отсюда опре делнется . Pt, . Третье перепускание УХН из ловуш ки 1 в ловушку 2 осуществляет трехкратное прохождение УХН через ФП, соответствующий эффект которого равен РДР.РеЗ rert Jper где 5 означает четвертую интегральнуюдо характеристику ФП: Ь.--ьЬ--|: . 5 3 (б) - счета детектора 18 гег . f-Pr без флиппера и с ним, соответственно, после трех перепусканий. Далее измерения проводят с поступлением УХН по другому подводящему нейтроноводу 16. С двумя перепусканиями получают , (7) откуда определяют Рр; . Подставляя известные значения Р,, и Ре в формулу (5), определяют S . Наконец, измеряют, перепуская УХН из любой ловушки в другую с ФП и без нее. Таким образом, устройство позволяет измерить четыре интегральные характеристики ФП Р , Pf , S и Т , которые являются независимЬгми линейными комбинациями дифференциальных характеристик уравнения (1-3) и (6). Решая систему из четырех уравнений с четырьмя неизвестными, определяют эти характеристики. В виду громоздкости соответствующих выражений они не приводятся. Эти данные можно перепроверить, изменяя эффект t . и вторично определяя 5 из неизвестного измерения. Техническое преимущество предложенного устройства по сравнению с прототипом , заключается в возможности осуществить трехкратное пропускание УХН через ФП, в то время как в прототипе более, чем двухкратное пропускание, сделать нельзя. Измерение трехкратного пропускания дает качественно новую информацию, позволяет по совокупности экспе- риментальных данных определить полный набор интегральных и дифференциальвьгх поляризационных характеристик №.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК НА УЛЬТРАХОЛОДНЫХ НЕЙТРОНАХ (УХН), содержащее ловушку УХН с заслонкой, нейтроновод с раз/ / /J 15 рывом для установки пленки, магнит для намагничивания пленки, устройство для ввода и вывода пленки из разрыва нейтроновода, спиновый флиппер и нейтронньш детектор,, отличающееся тем, что, с целью определения дифференциальньгх поляризационных характеристик пленок, в него дополнительно введены ловушка УХН с заслонкой, флиппер и детектор, ловушки установлены на концах нейтроновода, флипперы размещены симметрично относительно разрыва нейтроновода, детекторы установлены на ловушках, обе ЛОВУВ1КИ снабжены подводящими нейтроноводами с заслонками. (Л 8 Ш 1п / Ю J6 74 г 6