Способ измерения магнитных моментов атомных ядер в возбужденном состоянии

Способ измерения магнитных моментов атомных ядер в возбужденном состоянии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.IX.1971 (№ 1704767/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20,111.1973. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 28.IV.1973

M. Кл. G 01п 27/78

Комитет по делам изабретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621,317.4(088.8) Авторы изобретения

А. В. Давыдов и И. М. Народецкий

Вт- Ес О Ю Э ЧАя На;0 .: ; -".1

®биотек

Заявитель. ° ° °

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ

АТОМНЫХ ЯДЕР В ВОЗБУЖДЕННОМ СОСТОЯНИИ

Изобретение относится к ядерной физике.

Известные способы измерения магнитных моментов атомных ядер основаны на наблюдении эффектов взаимодействия этих моментов с внешним магнитным полем, в которое помещены исследуемые ядра.

Для короткоживующих состояний ядер эффекты оводятся либо к возмущению корреляции между двумя испускаемыми ядром частицами пли квантами (возможны случаи, когда одно из этих излучений поглощается ядром, например случай резонансного рассеяния гамма-квантов) либо к зеемановскому расщеплению возбужденного состояния ядра. Последний эффект наблюдается для ограниченного числа уровней с помощью эффекта Мессбауэр а.

В любом из этих случаев измеряемый эффект пропорционален величине У т„где т— среднее, время жизнии ядра в возбужденном состоянии, а W< — ларморова частота прецессии ядра в возбужденном состоянии, равная

РО

Здесь и,— магнитный момент ядра, Н вЂ” напряженность магнитного поля 1 — спин ядра, h — делен ная на 2тс постоянная Планка.

Наблюдаемый эффект в первом приближении пропорционален величине рН

Wr. т =

Ih поэтому эффект достаточно велик только для долгоживущих ядерных уровней. В частности, зеемановское расщепление, наблюдаемое с помощью эффекта Мессбауэра, практически применимо к определению р для уровней т)

)10 " сек. В ряде случаев удается расширить диапазон времен жизни до нескольких пикосекунд. Необходимо знание среднего времени жизни уровня, что не всегда возможно.

Увеличение эффекта ограничено напряженностью магнитного поля О. Лабораторные по15 стоянные магнитные поля не превышают

2 10 эрстед, а внутренние поля, действующие на ядра в веществе, например в ферромагнетиках или парамагнитных соединениях, составляют не более 10 эрстед.

ZO Кратковременность процесса требует, чтобы магнитное поле, действующее в течение его развития на ядро, было очень велико. Подобная ситуация возникает, когда мимо ядра пролетает поляризованная частица. Время проле25 та частицы с энергией несколько лтэв íà расстоянии около 10 ферли от ядра составляет

10 —" сек, что намного порядков меньше времени жизни самых короткоживущих уровней ядер. В то же время, магнитное поле, соз30 даваемое ориентированным магнитным момен374533

dQ 1 dQ 1 4

Г ),"(" ))

У2 —, 0 12 (%)

m=2, 0,-2

Составитель Т. Семин

Техред Е. Борисова

Редактор Л. Народная

Корректор Л. Царькова

Заказ 1142/13 Изд. № 365 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 том частицы, составляет на расстояи(ти

10 ферми 5 10" эрстед)яд. матнетон Вора и растет с приближением к ядру обратно пропорционально кубу расстояния. Такие большие поля, несмотря на кратковременность их действия, вызовут хотя и слабые, но допускающие наблюдение эффекты, проявляющиеся в характеристиках взаимодействия частицы с ядром.

Цель изобретения — расширить диапазон исследований)в области, в которой время жизни ядер в возбужденном состоянии мало или неизвестно.

Для этого определяют пропорциональную магнитному моменту ядра разность величин дифференциального поперечного сечения поляризо ванных частиц, вызывающих, кулоновское возбуждение ядра. При этом необходимое внешнее магнитное поле создает магнитный момент пролетающей частицы, которая п)редварительно поляризуется в одном из двух исследуемых направлений.

Вероятность кулоновскопо возбуждения ядерного уровня заряженной частицей, рассеиваемой в акте этого возбуждения на угол

О, и в начальном содеянии поляризованной перпендикулярно плоскЪсти рассеяния, зависит от величины магнитного момента возбужденного уровня ядра и от направления вектора поляризации частицы так, что отношение разности дифференциальных поперечных сечений этого процесса для двух противоположных направлений спина частицы (перпендикулярных плоскости рассеяния) к средней величине этих сечений выражается в случае чистого

Е2-перехода следующей формулой (стрелки символизируют направление спина:

2 pe 8

Здесь а=, где z(и z2 соответственно то атомные номера частицы и ядра, е — элементарный электрический заряд, т — масса частицы, v — ее скоРость, 1(р — магнитный момент частицы, p>- — магнитный момент ядра в возбужденном состоянии, Хр — комптоновская длина волны частицы, Y2 (—.О) — шаровая

10 функция.

Функция F (0() следующим образом выражается через табулированные орбитальные интегралы 12 (OF), is (2 21

F(8,0= (4 )1 з 1 I,} 7 (— )) x и=2, 0,-2

x(0) ) (г,„(—;,o)) ..(е()х

p (franz (0(+ ) 4() ((-)x — ) d .) Г аАЕ

/(E — энергия воз бужде)ния.

"О

Из выражения для R можно определить величину р,>, причем погрешность, вносимая сделанными при расчете допущениями, не будет

30 превосходить 5 — 6 .

Предмет изобретения

Способ измерения магнитных моментов атомных ядер в возбужденном состоянии, ос35 нованный на взаимодействии этих моментов с внешним магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований в область, в которой время жизни ядер в возбужденном состоянии мало или не40 известно, определяют пропорциональную магнитному моменту ядра разность величин дифференциального поперечного сечения кулоновского возбуждения ядер поляризованными частицами, чьи магнитные моменты создают

45 внешнее магнитное поле для двух противоположных направлений вектора поляризации.