Устройство для измерения угловых корреляций при бета-распаде

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 01 3 49 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1182452 (21) 3831649/31-25 (22) 25.12.84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В.Г.Егоров и A.À.Ñoëíbïíêèí (53) 621.387.424 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1182452, кл. Н Oi J 49/40, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ ПРИ БЕТА-РАСПАДЕ (57) Устройство для измерения угловых корреляций при р --распаде относится к области экспериментальной ядерной

„„SU„„1257727 А 2 физики низких энергий и является усовершенствованием устройства, описанного в авт.св. Ф 1182452.В настоящем устройстве с целью расширения функциональных возможностей путем полу.чения информации о направлении спина частицы отдачи (одновременно с измерением энергетических спектров а— 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.

1257727

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике низких энергий и может быть использовано для исследования природы слабого взаимодействия. 5

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

На чертеже представлена функциональиая схема предлагаемого устройства для измерения угловых корреляций при р -распаде.

Устройство содержит источник 1 радиоактивных ядер, вакуумную камеру

2, б -спектрометр 3, импульсный ждучий перестраиваемый лазер 4, фотодиод 5, светодиод 6, фотоумножитель 7, схему 8 совпадения, линиу 9 задержки, систему 10 управления, компенсатор 11.

Радиоактивный источник 1 помещен в вакуумную камеру 2 напротив входно25 го окна р --спектрометра 3. Временный выход спектрометра 3 соединен с запускающим входом лазера 4, расположенного перед вакуумной камерой 2 на одной оси с источником 1 и спектрометром 3, причем между лазером 4 и камерой 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 35 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

О поворотом компенсатора на угол 90 50 вокруг оси, совпадающей с осью лазерного излучения.

Устройство работает следующим образом. р -ч а с т и ц а, возникшая при распаде 55 в источнике i, регистрируется спектрометром 3. Частица отдачи, возникшая при этом же распаде, облучается лазером 4, запускаемым по сигналу с временного выхода спектрометра 3. Б случае резонанса частица отдачи взаимодействует с лазерным излучением, возбуждается и затем испускает вторичную флуоресценцию, которая регистрируется фотоумножителем 7 со светодиодом 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 эффекта Доплера) с длиной волны, характерной 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 6 ).

Введение в устройство компенсатора придает лазерному излучению круговую поляризацию (Б+ или & ) . Это позволяет регистрировать не все ядра отдачи, 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 кроме V u V еще и третью физическую величину — проекцию спина ядра отдачи J,, что позволяет вычислить углы р и Г и, следовательно, определить коэффициенты А и B. 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 существенным отличием, поскольку в сочетании с методом резонансной флуоресценции, использованным в известном устройстве, приводит к качественно новому эффекту — устройство способно измерять поляризацию ядер отдачи, что необ::одимо, например, для исследования 8 аспиновых или спин-нейтринных угловых корреляций.

1257727

Блок управления выполняет следующие операции. По сигналу от схемы совпадений блок считывает с выхода спектрометра цифровой код, соответствующий энергии В -частицы, и заносит его в память (оперативную, буферную или на внешнем носителе), одновременно в память заносится код, соответствующий длине волны излучения, вызвавшего резонансную флуоресценцию. По заданной программе блок подает необходимый сигнал на вход лазера, управляющий его перестройкой, перестройка может быть как плавной, так и ступенчатой с произвольным периодом. Важно что- 5 бы эа время проведения эксперимента был просканирован весь диапазон, сооТ ветствующий 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 спектрометра, например, АИ-4096, АИ- ЗО

256 и т.п., при более же высоком уровне автоматизации эксперимента функции управляющего блока может выполнять либо отдельная программируемая микро-ЭВМ, напимер "Электроника- З5

60", либо большая ЭВМ общего пользо- . вания, имеющая канал связи с данной экспериментальной установкой.

Таким образом, предлагаемое изоб- 4п ретение позволяет одновременно с измерением р -нейтринных угловых корреляций получить информацию о направлении спина частицы отдачи, т.е. кроме -нейтРинных измерять одновре-45 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

Я -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, i9 93 35

Ne, Ne, Ar и т.д., а не только

19 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 уст- ройство измеряет спин не начального, а конечного ядра, то становится возможным исследовать распады, недоступные как советским, так и зарубежным

+ установкам — распады типа 0 1, т.е. распады с нулевым начальным спином.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловых корреляций при В -распаде по авт.св.

Ф 1182452, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения дополнительной информации о направлении спина частицы отдачи, между лазером и фотодиодом помещен компенсатор.

1257727

Составитель N.Äàíèëîâ

Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Редактор Ю.Середа

Заказ 5033/52 Тираж 643 Подписное

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