СПОСОБ НЕАДИАБАТИЧЕСКОГО ПОВОРОТА СПИНА НЕЙТРОНОВ Советский патент 1994 года по МПК G21K1/93 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть использовано в экспериментах и установках, использующих поляризованные нейтроны, например, в качестве спин-флипперов или анализаторов направления спина.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

На фиг.1 показана схема реализации способа; на фиг.2 - направления магнитных полей и поляризации пучка на границах области перехода.

Способ реализуется следующим образом.

Направляют нейтронный пучок 1 по оси системы 2, создающей магнитное поле . Пусть поляризация пучка совпадает по направлению с магнитным полем. Затем на пути пучка нейтронов помещают сверхпроводящий магнитный экран 3, например свинцовый, снабженный устройством 4, обеспечивающим необходимый температурный режим. За экраном помещают систему 5, создающую магнитное поле , направленное произвольно. Согласно эффекту Мейсснера, когда сверхпроводник охлаждается в постоянном магнитном поле до температуры ниже критической, магнитный поток выталкивается из него, и металл становится идеальным диамагнетиком. Следовательно, магнитная индукция внутри металла в сверхпроводящем состоянии всегда равна нулю, независимо от того, каким образом он был переведен в это состояние. Выталкивание магнитных силовых линий из сверхпроводника связано с тем, что если сверхпроводник помещают во внешнее магнитное поле, в поверхностном слое металла возникает стационарный электрический ток, собственное магнитное поле которого противоположно приложенному, что приводит к нулевому значению индукции в толще сверхпроводника. Проникновение внешнего магнитного поля внутрь сверхпроводника имеет характер экспоненциального затухания и характеризуется глубиной проникновения, которая для свинца при Т=4,2К ≈ 5˙10^-6 см. Если на пути поляризованного нейтронного пучка (перпендикулярно его направлению) оказывается экран из сверхпроводника первого рода, магнитные силовые линии проникают только на глубину ≈5˙10^-6 см и этим создается условие неадиабатичности ω_L<< ω_o, где ω_о - скорость поворота магнитного поля в системе нейтрона. Поскольку поле поворачивается на очень малом пространстве (≈10^-5 см), условие неадиабатичности выполняется для широкого спектра энергий нейтронов - от ультрахолодных до тепловых.

Нейтрон, проходя через экран, сохраняет направление спина при наличии за экраном магнитного поля любого направления, отличного от направления спина нейтрона до экрана.

Если = -, способ обеспечивает спин-флип нейтронов. Если же и перпендикулярны, на выходе поляризация пучка P₂= N⁺-N= 0 (если измерять количества нейтронов со спином по полю N⁺ и против поля N^-). Таким образом, обеспечивается произвольность магнитного поля на границах области неадиабатического переворота спина нейтронов.

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики, точнее - к способам управления поляризованными нейтронными пучками. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Способ заключается в том, что область раздела магнитных полей различных направлений создают с помощью сверхпроводящего экрана малой толщины. Проходя через экран, нейтрон не успевает изменить направление спина, поскольку скорость прецессии спина значительно меньше скорости изменения направления магнитного поля в системе нейтрона. Способ можно использовать для обеспечения поворота спина нейтрона на произвольный угол относительно направления магнитного поля. 2 ил.

СПОСОБ НЕАДИАБАТИЧЕСКОГО ПОВОРОТА СПИНА НЕЙТРОНОВ, включающий пропускание нейтронов через области изменения направления магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, область изменения направления поля создают путем расположения на пути пучка поляризованных нейтронов сверхпроводящего экрана, разделяющего участки области с различными направлениями магнитного поля.