Устройство для измерения угловых корреляций при бета-распаде Советский патент 1986 года по МПК H01J49/40 

Изобретение относится к экспери- ме тальной ядерной физике низких энергий и может быть использовано для исследования природы слабого взаимодействия.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем получения дополнительной информации о направлении спина частицы отдачи,

На чертеже представлена функцио- нальйая схема предлагаемого устройства для измерения угловых корреляций при Э -распаде.

12577272

лаз.ером А, запускаемым по сигналу с временного выхода спектрометра 3. В случае резонанса частица отдачи взаимодействует с лазерным излучением, возбуждается и затем испускает вторичную флуоресценцию, которая регистрируется фотоумножителем 7 со свето- диодом 6. Фотодиод 5, линия 9 задержки и схема 8 совпадений служат для уменьшения фона от рассеянного лазерного излучения.

Указанный резонанс имеет место в том случае, если длина волны лазерного излучения совпадает (с учетом

10

Устройство содержит источник эффекта Доплера) с длиной волны, харадиоактивных ядер, вакуумную камеру 2, -спектрометр 3, импульсный ж,цу- чий перестраиваемый лазер 4, фотодиод 5, светодиод б, фотоумножитель 7, схему 8 совпадения, линиу 9 задержки, систему 10 управления, компенсатор 11.

РадиоактивньЕЙ источник 1 помещен в вакуумную камеру 2 напротив входного окна -спектрометра 3. Временный выкод спектрометра 3 соединен с запускающим входом лазера 4, расположенного перед вакуумной камерой 2

Введение в устройство компенсатора придает лазерному излучению круговую поляризацию ГБ Мйиб ). Это позволяет регистрировать не все ядра отна одной оси с источником 1 и спектрометром 3, причем между лазером 4 и ° , а лишь те, спин которых направлен в определенном направлении, т.е.

имеет определенную проекцию на ось ; Лазерного луча Z. Таким образом, устройство становится способным измерять 35 кроме Vj и Vjj еще и третью физическую величину - проекцию спина ядра отдачи J, что позволяет вычислить углы V и у и, следовательно, опредекамерой 2 расположен фотодиод 5. Напротив источника 1 в камере 2 помещен собирающий светодиод 6 с фотоумножителем 7, его выход подключен к первому входу схемы 8 совпадений, второй вход которой через линию 9 задержки соединен с фотодиодом 5. Спектрометрический (амплитудный) выход спектрометра 3, выход схемы 8 совпадений, а также вход лазера 4, управляющий его перестройкой, подключены к системе 10 управления. Между лазером 4 и фотодиодом 5 помещен компенсатор 11, представляющий собой, например, четвертьволновую пластину и преобразующий плоскополяризованное лазерное излучение в излучение, поляризованное по кругу. Переход от первой поляризации к левой и наоборот достигается поворотом компенсатора на угол 90 вокруг оси, совпадающей с осью лазерного излучения.

Устройство работает следующим образом.

лиfь коэффициенты А и Б. При этом 40 потребуется лишь незначительно изменить способ измерения - провести исследование не один раз, а два раза для двух различных видов поляризации ( 6 и.Б- ). 45

Применение компенсатора в предлагаемом устройстве позволяет перейти к использованию излучения с круговой поляризацией, что является существен- 50 ным отличием, поскольку в сочетании с методом резонансной флуоресценции, использованным в известном устройстве, приводит к качественно новому эффекту - устройство способно измерять пор-частица, возникшая при распаде 55 ляризацию ядер отдачи, что необходив источнике 1, регистрируется спектрометром 3. Частица отдачи, возникшая при этом же распаде, облучается

рактернои для оптических переходов в данной частице отдачи. Кроме того, благодаря оптическим правилам отбора, вероятность этого резонансного взаимодействия зависит от взаимной ориентации спина частицы, отдачи и спина взаимодействующего с ней фотона, который определяется положением компенсатора 11, задающего тип поляризации ( 6 или б ) .

Введение в устройство компенсатора придает лазерному излучению круговую поляризацию ГБ Мйиб ). Это позволяет регистрировать не все ядра , а лишь те, спин которых направлен в определенном направлении, т.е.

лиfь коэффициенты А и Б. При этом потребуется лишь незначительно изменить способ измерения - провести исследование не один раз, а два раза для двух различных видов поляризации ( 6 и.Б- ).

Применение компенсатора в предлагаемом устройстве позволяет перейти к использованию излучения с круговой поляризацией, что является существен- ным отличием, поскольку в сочетании с методом резонансной флуоресценции, использованным в известном устройстве, приводит к качественно новому эффекту - устройство способно измерять поМО, например, для исследования R - аспиновых или спин-нейтринных угловых корреляций.

Блок управления выполняет следующие операции. По сигналу от схемы совпадений блок считывает с выхода спектрометра цифровой код, соответствующий энергии р-частицы, и заносит его в память (оперативную, буферную или на внешнем носителе), одновременно в память заносится код, соответст вуюпщй длине волны излучения, вызвавшего резонансную флуоресценцию. По заданной программе блок подает необ- Ходимый сигнал на вход лазера, управляющий его перестройкой, перестройка может быть как плавной, так и ступенчатой с произвольным периодом. Важно что- бы за время проведения эксперимента был просканирован весь диапазон, соответствующий возможным скоростям исследуемых частиц отдачи. При отсутствии необходимых автоматических устройств, такая перестройка может осуществляться вручную, при этом экспериментатор получит просто набор Р-спектров для различных длин волн Лазерного излучения.

В качестве управляющего блока может использоваться в простейшем случае обычный многоканальный амплитудный анализатор, входящий в состав f спектрометра, например, АИ-4096, АИ- 256 и т.п., при более же высоком уровне автоматизации эксперимента функции управляющего блока может выполнять либо отдельная программируемая микро-ЭВМ, напимер Электроника- 60, либо большая ЭВМ общего пользо- вания, имеющая канал связи с данной экспериментальной установкой.

Таким образом, предлагаемое изоб- ретение позволяет одновременно с измерением р -нейтринных угловых корреляций получить информацию о направлении спина частицы отдачи, т.е. кроме р-нейтринных измерять одновре

10

20

-

- 30 35 .

40

2577274

менно р -спиновые и спин-нейтринные угловые корреляции, тогда как ранее такие корреляции измерялись лишь по отдельности, на совершенно различных установках и совершенно различными способами, что весьма затрудняло сопоставление получаемых результатов Таким образом, использование данного изобретения облегчит теоретическую обработку результатов, а также избавит от дополнительных затрат времени и от необходимости сооружения дополнительных устройств для измерения Р-спиновых и спин-нейтринных угловых корреляций.

Кроме того, устройство позволяет измерять такие корреляции для любых распадов, доступных к исследованию лазерно-спектрометрическими методами (например, для распадов Не,Ne,

только

и т.д., а не

Ne ,,

для распада Ne и свободного нейтрона, которые проведены до настоящего времени). Предлагаемое устройство не требует поляризации распадающихся ядер, приводящей к значительным потерям и эффективности. Поскольку устройство измеряет спин не начального, а конечного ядра, то становится возможным исследовать распады, недоступные как советским, так и зарубежным установкам - распады типа О , т.е. распады с нулевым начальным спином.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловых корреляций при -распаде по авт.св. № 1182452, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения дополнительной информации о направлении спина частищ, отдачи, между лазером и фотодиодом помещен компенсатор ,

Устройство для измерения угловых корреляций при -распаде относится к области экспериментальной -ядерной физики низких энергий и является усовершенствованием устройства, описанного в авт.св. № 1182452.В настоящем устройстве с целью расширения функциональных возможностей путем полу- .чения информации о направлении спина частицы отдачи (одновременно с измерением энергетических спектров р. - частиц и скорости ядер отдачи) ис.- пользуют циркулярно поляризованное лазерное излучение, которое получают путем помещения компенсатора в пучок лазерного излучения, а измерения проводят два раза для двух значений циркулярной поляризации. 1 ил. с % N3

Редактор Ю.Середа

Составитель М.Данилов

Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ 5033/52 Тираж 643Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.,

Производственно-полиграфическое предприятие г. Ужгород ул. Проектная, 4