Polarize hedef - Polarized target

polarize hedefler sabit hedefler olarak kullanılır saçılma deneyler. İçinde yüksek enerji fiziği çalışmak için kullanılırlar nükleon spin yapısı gibi basit nükleonların protonlar, nötronlar veya döteronlar. İçinde derin esnek olmayan saçılma Hadron yapı ile araştırılır elektronlar, müonlar veya nötrinolar. Bir polarize yüksek enerjili müon ışını, örneğin, polarize nükleonlara sahip sabit bir hedef üzerinde, spine bağımlı kısmı araştırmak mümkündür. yapı fonksiyonları[1][2].

Basitçe Parton modellemek nükleon içerir kuarklar ve gluon ve etkileşimleri tarafından yönetilir kuantum kromodinamiği. Sabit hedeflere alternatif bir yöntem, iki çarpışan kullanmaktır. polarize kirişler. Bu alanda birkaç enstitü ve laboratuvar çalışmaktadır.[3][4][5][6][7][8].

İki yılda bir "Polarize Kaynaklar, Hedefler ve Polarimetri" üzerine uluslararası bir atölye çalışması yapılır.[9][10][11][12][13][14].

nükleer dönüşler içinde katı hedefler ile polarize edildi dinamik nükleer polarizasyon tipik olarak 2,5 veya 5 T manyetik alanda yöntem[15][16]Manyetik alan, bir süper iletken mıknatıs dolu sıvı helyum. Daha geleneksel demir mıknatıslar büyük kütleleri ve üretilen parçacıklar için sınırlı geometrik kabulleri nedeniyle tercih edilmez. Deney sırasındaki hedef polarizasyon, nükleer manyetik rezonans yöntem. Entegre geliştirilmiş NMR sinyalleri, alınan sinyallerle karşılaştırılır. aşırı akışkan helyum-4 iyi bilinen banyo kalibrasyon sıcaklıkları yaklaşık 1 K, burada spin mıknatıslaması Curie yasası ve nükleer polarizasyon, sıcaklıktan hesaplanabilir. Brillouin işlevi. Polarizasyon sırasında bir mikrodalga jeneratör pompalamak için kullanılır paramanyetik merkezler yakın hedef malzemede elektron spin rezonansı frekans (2,5 T alanında yaklaşık 70 GHz).

İçinde helyum-3 gaz hedefleri[17][18][19] optik pompalama nükleonları polarize etmek için kullanılır.

Donmuş spin hedeflerinde Düşük sıcaklık uzun veri alma süreleri için polarizasyonu korumak için gereklidir (mümkün olan en yüksek entegre parlaklık ) ve en iyi liyakat figürü için maksimum nükleer kutuplaşmaya ulaşmak. Genellikle a seyreltme buzdolabı yüksek soğutma gücü ile polarizasyon oluşumu sırasında 300 mK'nin altındaki ve donmuş spin modunda 50 mK'nin altındaki sıcaklıklara ulaşmak için kullanılır.[20][21][22]Hedef malzemedeki paramanyetik merkezleri korumak için, her zaman tipik olarak 100 K'nin altındaki kriyojenik sıcaklıklarda tutulması gerekir. Hedef malzemeyi doğrudan helyum-3/4 karıştırma odasına yükleme imkanı olan bir yatay seyreltme kriyostatı. sıvı nitrojen bu nedenle banyoya ihtiyaç vardır. Kirişin hedef malzeme ile etkileşime girmesi gerekirken, hedef yapı malzemelerinden saçılma istenmez. Bu, açısından ek bir küçük malzeme bütçesi gereksinimine yol açar. radyasyon uzunluğu. Gelen kiriş bölgesinde ve saçılan ürünlerde bu nedenle ince ve düşük yoğunluklu yapı malzemeleri kullanılmaktadır.

İyi bir polarize hedef malzemenin özellikleri[4] toplam nükleon miktarına göre çok sayıda polarize edilebilir nükleon, yüksek polarizasyon derecesi, kısa polarizasyon oluşturma süresi, donmuş spin modunda yavaş polarizasyon kaybı oranı, radyasyon hasarı ve hedef malzemenin kolay kullanımı. Dinamik nükleer polarizasyon için malzemenin katkılı olması gerekir. serbest radikaller. İki farklı yol olağandır: serbest radikallerle karıştırılarak kimyasal doping ve F merkezleri yoğun bir şekilde ışınlama ile Elektron demeti. Yaygın olarak kullanılan hedef malzemeler bütanol, amonyak,[23][24][25]lityum hidritler[26] ve onların döteryumlanmış meslektaşları. Çok ilginç bir materyal hidrojen döterid, çünkü polarize edilebilir nükleonların maksimum içeriğine sahiptir.Yüksek proton polarizasyonlarına büyük bir naftalin optik olarak uyarılmış tek kristal üçlü devletler tamamen döteryumlanmış Pentasen konuk moleküller[27]100 K civarındaki sıcaklıklarda ve 0,3 T manyetik alandaHiperpolarize karbon-13 için çalışıldı tıbbi Görüntüleme uygulamaları[28].

Referanslar

  1. ^ E. Lider (2001). "Parçacık Fiziğinde Spin". Cambridge University Press. ISBN  0521352819.
  2. ^ S. D. Bas (2008). "Protonun Spin Yapısı". World Scientific Publishing. ISBN  9812709479
  3. ^ PSI
  4. ^ a b Ruhr-Universität Bochum Polarize Hedef Grubu
  5. ^ Yamagata Üniversitesi, Kuark Nükleer Fiziği Araştırma Grubu
  6. ^ Virginia Üniversitesi Spin Fizik Grubu,Virginia Üniversitesi Polarize Hedef Grubu
  7. ^ Polarize Hedef Bonn
  8. ^ N. A. Bazhanova; B. Bendab; N. S. Borisovc; A. P. Dzyubakd; G. Durandb; L. B. Golovanove; G. M. Gurevichf; A. I. Kovaleva; A. B. Lazarevc; F. Leharb; A. A. Lukhanind; A. B. Neganovc; S. V. Topalovf; S. N. Shilovc; Yu. A. Usov (1996). "Yüksek enerjili spin fiziği deneyleri için hareketli bir polarize hedef". Fizik Araştırmalarında Nükleer Araçlar ve Yöntemler A. 372 (3): 349–351. Bibcode:1996NIMPA.372..349B. doi:10.1016/0168-9002(95)01307-5.
  9. ^ XIth International Workshop on Polarized Sources and Targetgets, 14-17 Kasım 2005, Tokyo, Japonya
  10. ^ Polarize Kaynaklar, Hedefler ve Polarimetri üzerine XIIth International Workshop, 10-14 Eylül 2007, New York, ABD
  11. ^ XIIIth International Workshop on Polarized Sources, Target & Polarimetry, 7 - 11 Eylül 2009, Ferrara, İtalya
  12. ^ XIVth International Workshop on Polarized Sources, Target & Polarimetry, 12-18 Eylül 2011, St.Petersburg, Rusya
  13. ^ 2013 Uluslararası Polarize Kaynaklar, Hedefler ve Polarimetri Çalıştayı, 9-13 Eylül 2013, Charlottesville, ABD
  14. ^ Polarize Kaynaklar, Hedefler ve Polarimetri üzerine 2015 Uluslararası Çalıştayı, 14-18 Eylül 2015, Bochum, Almanya
  15. ^ D. G. Crabb; W. Meyer (1997). "Nükleer ve Parçacık Fiziği Deneyleri için Katı Polarize Hedefler". Nükleer ve Parçacık Biliminin Yıllık Değerlendirmesi. 47: 67–109. Bibcode:1997ARNPS..47 ... 67C. doi:10.1146 / annurev.nucl.47.1.67.
  16. ^ A. Dael; D. Cacaut; H. Desportes; R. Duthil; B. Gallet; F. Kircher; C. Lesmond; Y. Pabot; J. Thinel (1992). "Süper iletken 2,5 T yüksek hassasiyetli solenoid ve SMC hedefi için büyük bir 0,5 T dipol mıknatıs". Manyetiklerde IEEE İşlemleri. 28 (1): 560–563. Bibcode:1992ITM .... 28..560D. doi:10.1109/20.119937.
  17. ^ Thomas Jefferson Ulusal Hızlandırıcı Tesisi, Salon A Helyum-3 Hedefi
  18. ^ H. Middleton; G. D. Cates; T. E. Chupp; B. Driehuys; E. W. Hughes; J. R. Johnson; W. Meyer; N. R. Newbury; T. Smith; A. K. Thompson (1993). "SLAC yüksek yoğunluklu 3He hedefi, spin-exchange optik tesisatla polarize edildi" (PDF). AIP Konferansı Bildirileri. 293: 244–252. doi:10.1063/1.45130. hdl:2027.42/87509.
  19. ^ St. Goertz; W. Meyer; G. Reicherz (2002). "Polarize H, D ve 3Parçacık Fiziği Deneylerini Hedefliyor ". Parçacık ve Nükleer Fizikte İlerleme. 49 (2): 403–489. Bibcode:2002PrPNP..49..403G. doi:10.1016 / S0146-6410 (02) 00159-X.
  20. ^ T. O. Niinikoski (1971). "Çok yüksek soğutma gücüne sahip yatay seyreltme buzdolabı". Nükleer Aletler ve Yöntemler. 97 (1): 95–101. Bibcode:1971 NucIM.97 ... 95N. doi:10.1016 / 0029-554X (71) 90518-0.
  21. ^ S. Isagawa; S. Ishimoto; A. Masaike; K. Morimoto (1978). "Polarize hedef için yatay seyreltme buzdolabı". Nükleer Aletler ve Yöntemler. 154 (2): 213–218. Bibcode:1978NucIM.154..213I. doi:10.1016 / 0029-554X (78) 90401-9.
  22. ^ T. O. Niinikoski (1982). "İki litrelik polarize hedef için seyreltme dolabı" (PDF). Fizik Araştırmalarında Nükleer Araçlar ve Yöntemler. 192 (2–3): 151–156. Bibcode:1982NucIM.192..151N. doi:10.1016 / 0029-554X (82) 90817-5.
  23. ^ T. O. Niinikoski; J.-M. Rieubland (1979). "0.5 K'nin altındaki ışınlanmış amonyakta dinamik nükleer polarizasyon". Fizik Harfleri A. 72 (2): 141–144. Bibcode:1979PhLA ... 72..141N. doi:10.1016 / 0375-9601 (79) 90673-X.
  24. ^ D. G. Crabb; C. B. Higley; A. D. Krisch; R. S. Raymond; T. Roser; J. A. Stewart; G. R. Mahkeme (1990). "Işınlanmış Amonyakta% 96 Proton Polarizasyonunun Gözlenmesi". Fiziksel İnceleme Mektupları. 64 (22): 2627–2629. Bibcode:1990PhRvL..64.2627C. doi:10.1103 / PhysRevLett.64.2627. PMID  10041768.
  25. ^ W. Meyer (2004). "Polarize katı hedef malzeme olarak amonyak - bir inceleme". Fizik Araştırmalarında Nükleer Araçlar ve Yöntemler A. 526 (1–2): 12–21. Bibcode:2004NIMPA.526 ... 12 milyon. doi:10.1016 / j.nima.2004.03.145.
  26. ^ J. Ball (2004). "Saclay'de lityum bileşikleri ile otuz yıllık araştırma". Fizik Araştırmalarında Nükleer Araçlar ve Yöntemler A. 526 (1–2): 7–11. Bibcode:2004NIMPA.526 .... 7B. doi:10.1016 / j.nima.2004.03.144.
  27. ^ T.R. Eichhorn; M. Haag; B. van den Brandt; P. Hautle; W. Th. Wenckebach (2013). "Pentacene-d14'ün üçlü durumunu kullanarak DNP ile yüksek proton spin polarizasyonu". Kimyasal Fizik Mektupları. 555: 296–299. Bibcode:2013CPL ... 555..296E. doi:10.1016 / j.cplett.2012.11.007.
  28. ^ M. S. Vindinga; C. Laustsena; I. I. Maximovd; L. V. Søgaardb; J. H. Ardenkjær-Larsene; N. Chr. Nielsena (2013). "Dinamik nükleer polarizasyon ve optimum kontrol uzaysal seçici 13C MRI ve MRS". Manyetik Rezonans Dergisi. 227: 57–61. Bibcode:2013JMagR.227 ... 57V. doi:10.1016 / j.jmr.2012.12.002. PMID  23298857.

Dış bağlantılar