Устройство для определения поляризационных характеристик ферромагнитных пленок на ультрахолодных нейтронах

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!1 G 01 Х 1/32 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY CBMQETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (.21) 3500037/18-25 (22) 15. 10. 82 (46) 07.05.85. Бюл. Ф 17 (72) Ю.В.Таран (71) Объединенный институт ядерных исследований (53) 621.387.426(088.8) (56) 1. Лобашов В.М. и др. Препринт

Р 37, ЛИЯФ. Л., 1973.

2. Таран Ю.В. Сообщение ОИЯИ.

РЗ 9307, Дубна, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛЯРИЗАПИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК НА УЛЬТРАХОЛОДНИХ

НЕЙТРОНАХ (УХН), содержащее ловушку

УХН с заслонкой, нейтроновод с раз„„SU„„1097078 А рывом для установки пленки, магнит для намагничивания пленки, устройство для ввода и вывода пленки из разрыва нейтроновода, спиновый флиппер и нейтронный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения дифференциальных 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 ловушки снабжены подводящими нейтроноводами с заслонками.

1097О78

Изобретение относится к области экспериментальной нейтронной физики и может быть использовано в исследованиях с поляризационными ультрахо.подними нейтронами (УХН). 5

Известно устройство для определения поляриэационных характеристик ферромагнитных пленок (ФП) на УХН, содержащее нейтроновод с двумя разрывами для установки ФП, магниты для намагничивания ФП, спиновый флиппер и нейтронный детектор (1) . Измерение интенсивности УХН осуществляется 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 харак- 20 теристик невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения поляризационных характеристик ФП на

УХН, содержащ е ловушку УХН с заслонкой, нейтроновод с разрывом для установки <>>П, магнит для намагничивания ФП, устройство для ввода и вывода ФП из разрыва нейтооновода, спиновый д>липпер и нейтронный детек- З0 тор (2) . Устройство работает в импульсном режиме. С помощью этого устройства определяют интегральные поляризационные характеристики ФП.

Однако определение дифференциальных характеристик невозмо>кно.

Цель изобретения — определение дифференциальных характеристик ФП на УХН.

Цель достигается тем, что в устройство для определения полялизационных характеристик ферромагнитных пленок на УХН, содержащее ловушку.

УХН с заслонкой, нейтроновод с раз- рывом для установки ФП, магнит для намагничивания ФП, устройство для ввода и вывода ФП из разрыва нейтроновода, спиновый флиппер и нейтронный . детектор, дополнительно введены ло- 0 вушка УХН с заслонкой, спиновый флиппер и нейтронный детектор, ловушки установлены на концах нейтроновода, флипперы размещены симметрично относительно разрыва нейтроновода, у детекторы 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 лк>бой 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 4, выходными заслонками 5 и б и перепускными заслонками 7 и 8. Ловушки соединены зеркальным нейтроноводом 9, в разрыве которого установлена ФП 10, находящаяся одновременно в зазоре намагничивающего магнита 11. С помощью устройства 1? ФП может выводиться из нейтроновода, оставаясь в зазоре магнита, при этом должна сохраняться однорс>дность 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.1 при открытой заслонке 3.

Остальные заслонки закрыты-, ФП 10 находится в нейтроноводе 9. После наполнения ловушки 1 зacëîíêà 3 закрывается, и нейтроны выдерживаются в ловушке 1 определенный интервал временеобходимый для их изотропирования. Затем заслонки 7 и 8 открыва- ются, 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 представляющие собой вероятности нейтрону с заданной ориентацией спина j оказаться после прохож-: дения ФП с другой ориентацией

У где индексы < и ) 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 Р, .равна

1097078 где ге- ге г

Е - — =Pr ге ге ге

20 где 1 ге и ге счета детектора .17 при выключенном и включенном флиппере

14 соответственно

30

1 гег гег г + 1 » Ре r b t

"гегам гег 1 г е (5) Редактор Л. Письман Техред Т.Маточка

Корректор А. Обручар

Заказ 2832/3. Тираж 748

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Б", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф э и в другую сторону (индекс t ) Т=- (Ъ„Ъ, Ъ, ° Ъ-) . ()

1О есть третья интегральная характеристика ФП вЂ” пропускание, которая не зависит от направления прохождения через ФП.

Второе перепускание УХН из ловушки

2 в ловушку 1 позволяет осуществить

15 двухкратное прохождение УХН через ФП и измерить его соответствующий эффект: после двух церепусканий. Отсюда определяется

1(ГГ е

Третье перегускание УХН из ловушки 1 в ловушку 2 осуществляет трехкратное прохождение УХН через ФП, соответствующий эффект которого равен . где 6 означает четвертую интегральную40 характеристику ФП: ьФ +Ъ-+

5=1- . (6) счета детектора 18 без флиппера и с ним, соответственно, после трех перепусканий.

Далее измерения проводят с поступлением УХН по другому подводящему нейтроноводу 16. С двумя перепусканиями голучают

f,„„= =V," -(7) откуда определяют р= Я ег

Подставляя известш.1е значения Р и в формулу (5), определяют 5 .

Наконец, измеряют Т, перепуская

УХН из любой ловушки в другую с ФП и без нее.

Таким образом, устройство позволяет измерить четыре интегральные характеристики ФП Р„, Р, 5 и Т, которые являются независимыми линейными комбинациями дифференциальных характеристик уравнения (1-3) и (6). Решая систему цз четырех уравнений с четырьмя неизвестными, определяют эти характеристики. В виду громоздкости соответствующих выражений они не приводятся.

Эти данные можно перепроверить, изменяя эффект . „ и вторично определяя 5 из неизвестного измерения.

Техническое преимущество предложенного устройства по сравнению с прототипом (2j, заключается в возможности осуществить трехкратное пропускание УХН через ФП, в то время как в прототипе более, чем двухкратное пропускание, сделать нельзя.

Измерение трехкратного процускания дает качественно новую информацию, что позволяет по совокупности экспериментальных данных определить полный набор интегральных ц дифференциальных поляризационных характеристик ФП.