Устройство для измерения угловых корреляций при бета-распаде

(50 4 Н 01 3 49 40ЪЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Объединенный институт ядерныхисследований(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ ПРИ БЕТА-РАСПАДЕ(57) Устройство для измерения угловыхкорреляций при-распаде относится кобласти экспериментальной ядерной 801257727 А 2 физики низких энергий и является усовершенствованием устройства, описанного в авт,св, В 1182452.В настоящемустройстве с целью расширения функциональных возможностей путем полу.чения информации о направлении спиначастицы отдачи (одновременно с измерением энергетических спектров а -частиц и скорости ядер отдачи) ис. -пользуют циркулярно поляризованноелазерное излучение, которое получаютпутем помещения компенсатора в пучоклазерного излучения, а измеренияпроводят два раза для двух значенийциркулярной поляризации, 1 ил.Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике низкихэнергий и может быть использовано дляисследования природы слабого взаимодействия, 5Целью изобретения является расширение функциональных возможностейпутем получения дополнительной информации о направлении спина частицыотдачи.На чертеже представлена функциональиая схема предлагаемого устройства для измерения угловых корреляцийпри р -распаде.Устройство содержит источник 1радиоактивных ядер, вакуумную камеру2, Р -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 помещенв вакуумную камеру 2 напротив входно 25го окна р -спектрометра 3. Временныйвыход спектрометра 3 соединен с запускающим входом лазера 4, расположенного перед вакуумной камерой 2на одной оси с источником 1 и спектрометром 3, причем между лазером 4 икамерой 2 расположен фотодиод 5. Напротив источника 1 в камере 2 помещенсобирающий светодиод 6 с фотоумножителем 7, его выход подключен к первому входу схемы 8 совпадений, второй З 5вход которой через линию 9 задержкисоединен с фотодиодом 5. Спектрометрический (амплитудный) выход спектрометра 3, выход схемы 8 совпадений,а также вход лазера 4, управляющийего перестройкой, подключены к системе 10 управления. Между лазером 4 ифотодиодом 5 помещен компенсатор 11,представляющий собой, например, четвертьволновую пластину и преобразующий плоскополяризованное лазерноеизлучение в излучение, поляризованноепо кругу. Переход от первой поляризации к левой и наоборот достигаетсяоповоротом компенсатора на угол 90 50вокруг оси, совпадающей с осью лазерного излучения,Устройство работает следующим образом.ф -частица, возникшая при распаде 55в источнике 1, 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 втом случае, если длина волны лазерного излучения совпадает (с учетомэффекта Доплера) с длиной волны, характерной для оптических переходов вданной частице отдачи. Кроме того,благодаря оптическим правилам отбора,вероятность этого резонансного взаимодействия зависит от взаимной ориентации спина частицы, отдачи и спинавзаимодействующего с ней фотона, который определяется положением компенсатора 11, задающего тип поляризации(6 или 6 ),Введение в устройство компенсаторапридает лазерному излучению круговуюполяризацию ГБ или 6 ). 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 Е. Таким образом, устройство становится способным измерять- Фкроме Ч и Чеще и третью физическую величину - проекцию спина ядра отдачи Л что позволяет вычислить углы р и Г и, следовательно, определить коэффициенты А и В. 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 неободимо, например, для исследования В 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-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 бы эа 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 спектрометра, например, АИ, 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- З 5 60", либо большая ЭВМ общего пользо- . вания, имеющая канал связи с данной экспериментальной установкой. Таким образом, предлагаемое изоб ретение позволяет одновременно с из мерением Р -нейтринных угловых корреляций получить информацию о направлении спина частицы отдачи, т.е.кроме -нейтринных измерять одновременно-спиновые и спин-нейтринныеугловые корреляции, тогда как ранеетакие корреляции измерялись лишь поотдельности, на совершенно различныхустановках и совершенно различнымиспособами, что весьма затруднялосопоставление получаемых результатов.Таким образом, использование данногоизобретения облегчит теоретическуюобработку результатов, а также избавит от дополнительных затрат времении от необходимости сооружения дополнительных устройств для измерения-спиновых и спин-нейтринных угловых корреляций,Кроме того, устройство позволяетизмерять такие корреляции для любыхраспадов, доступных к исследованиюлазерно-спектрометрическими методами(например, для распадов Не, Ие,19 93 35Ие, Ие, Аг, и т.д., а не только19для распада Ме и свободного нейтрона, которые проведены до настоящеговремени), Предлагаемое устройство нетребует поляризации распадающихсяядер, 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 ф 1 , т.е.распады с нулевым начальным спином.Формула изобретенияУстройство для измерения угловых корреляций при р -распаде по авт.св. У 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.б 43 Подписноеенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 Тираж И Государст делам изоб Москва, Ж 30 оизводственно-полиграфическое предприятие г. Ужгород; ул. Проектная, 4