Электромагнитное устройство для реверса спина нейтрона относительно ведущего магнитного поля

Электромагнитное устройство для реверса спина нейтрона относительно ведущего магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 620922 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) ЗаЯвлено 04. 06.76 (21) 2368985, 18 25

2 (51) M. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

501 Т 1/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опу.бликовано 25.08.78,бюллетень ¹31 (45) Дата опубликования описания т 11В те (53) УДК 621.384.. 6 (088. 8) (72) Автор изобретения

Д. A. Корнеев (71) Заявитель

Обьединенный институт ядерных исследований (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕВЕРСА

СПИНА НЕЙТРОНА ОТЫОСИТЕЛЬНО ВЕДУЩЕГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

1 2

Изобретение относится к экспериментальной нейтронной физике, а именно к той ее части, в которой используются поляризованные нейтроны, и может быть применено в экспериментах, в которых есть необходимость реверса взаимных ориентаций спина нейтрона и ведушего магнитного поля.

В настояшее время для осуществления реверса ориентаций спина нейтрона относительно магнитного поля используются так называемые спинфлипперы, у которых в зависимости от направления протекаюших по ним токов возможны две конфигурации магнитного поля: а) магнитное поле имеет одинаковое направление во всех точках на оси пучка нейтронов, что позволяет осуществлять адиабатическое проведение спина нейтронов; б) магнитное поле меняет свое направление на обратное в некоторой области и, а само поле равно нулю в этой области.

Последнее позволяет осуществить взаимный реверс спина нейтрона и магнитного поля за счет неадиабатического прохождения нейтроном области и, которую называют областью нулевого поля. Перечисленные свойства магнитного поля таких устройств позволяют использовать их в качестве спинфлипперов.

В литературе обсуждалась возможность создания магнитных систем на основе магнитных многополюсников, обладающих областью нулевого поля в виде отрезка прямой с линии (1) .

Однако конструкции многополюсников на основе прямолинейных проводников с током при попытке использования их в качестве спинфлиппера имеют тот недостаток, что в силу конечности длины проводников будут

1 з обеспечивать строгое равенство нулю напряженности магнитного поля только в некоторой точке на прямой реверса, а во всех остальных точках этой прямой значение поля тем ближе к нулю, чем меньше отношение линейных размеров замыкающих участков проводников к длине самих проводников.

Г!о годнее ставит в зависимость размер высокоэ; фективной области переворота спина с размс ром самой конструкции спинфлиппера. Например, пользуясь данными, приведенными в работе (2). можно оценить, что для 99 /о эффективности переворота спина в пучке нейтронов высотой 10 см. Необходимо иметь многополюсник с длиной стороны рамок порядка 2 м.

620922

Цель изобретения -- создание пространственной области переворота спина нейтрона в виде прямой линии.

Для этого в предлагаемом устройстве источник магнитного поля выполнен в виде 5 двух идентичных плоских токопроводящrn прямоугольных рамок, расположенных в одной плоскости так, что плоскость пучка нейтронов и бли?кайшие идентичные стороны рамок взаимно параллельны, а сама плоскость рамок перпендикулярна к оси нейтронного пучка, пересекающего плоскость рамок посередине расстояния между ними.

На фиг. изображен спинфлиппер, общий вид; на фиг. 2 — схемы токов, протекающих по виткам в режиме переворота 15 спина; на фиг. 3 — схема токов, протекаюгцих по виткам в режиме пррведения спина ней рона; на фиг. 4 — график зависимости величины Н вЂ” компоненты магнитного поY ля спинфлиппсра в зависимости от значения координаты х в плоскости vz (режим переворота); на фиг. 5 — график зависимости

I I --- компоненты магнитного поля в зависичости от х а плоскости (режим проведения спина).

Устройство содержит две идентичные rrpo- 25 водящие рамки 1 и 2, размещенные в одной плоскости на некотором расстоянии друг от друга. Направление пучка совпадает с осью х, а сам пучок лежит в плоскости xz. Магнитный экран 3, представляющий собой цилиндр расположен так, что соседние стенки рачок находятся внутри цилиндра, а дальние — за его пределами. Для этого в цилиндре 3 делают отверстия 4, через которые пропускак?т стороны рамок.

При антипараллельном включении токов з5 в рамках 1 и 2 объем внутри экрана 3 служит для адиабатического проведения спина нейтрона в магнитном поле, создаваемом участками рамок, параллетьными п IocKocти пучка. имеющем в плоскости пучка только компоненту Н, (х) (см; фиг. 5), т.е. оба изменения взаимной ориентации спина и магнитного поля, так как Н, (v) не меняет своего направления ни в одной точке оси х.

Влияние участков рачок, нормальных к плоскости. пучка, исключается наличием магнит- 45 ного экрана 3. При параллельном включении токов в рамках 1 Jl 2 не зависичо от íà IH4 чия магнитного экрана в плоскости пучка xz создается поле, имеющее только компоненту

Н., (х) (см. фиг. 4), которая в точке х = 0 ченяет направление на обратное..Последнее позволяет осуществить взаимный реверс спина нейтрона и магнитного поля при пересечении нейтроном оси z в плоскости хк. Приведенная конфигурация поля в плоскости

vz в режиме переворота спина (см. фиг. 4) определяется из рассмотрения задачи о величине магнитного поля в этой плоскости при наличии витков с током. Действительно, в силу зеркальной симметрии задачи магнитное поле от участков рамок, нормальных

tx n.1OCKOCTH, BCIO33 paBIIO Hh IrO B 3TOH n aOCкости, а поле от участков рамок, параллельных плоскости, как следует из расчетов, имеет вид. как показано на фиг. 4 в случае параллельного включения токов.

Таким образом, при параллельном и ангппара, лельном направлениях тока в рамкav предла.аечое устройство позволяет осугцсствлять либо реверс, либо проведение спина нейтрона в ведущем магнитном поле, соответственно.

Формула изобретения

Электромагнитное устройство для реверса спина нейтрона относительно ведущего

v.àãíèòíîãо поля, включающее магнитный экран и источник магнитного поля, отличиюп<ееся тем, что, с целью создания пространственной области переворота спина нейтрона в виде прямой линии, источник магнитного

ll(),I>I выполнен в виде двух идентичных плоск п токопроводящих прямоугольных рамок, расположенных в одной плоскости так, что плоскость пучка нейтронов и ближайшие идентичные стороны рамок взаимно параллельны, а сама плоскость рамок перпендикулярна к оси нейтронного пучка, пересекающего плоскость рамок посередине расстояния между ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Матора И. М., Препринт ОИЯИ, P3—

7824, 1974.

2. Р. Liand, R. 1. Steinberg and В Тignon

Хцс! Instr and Metl,с. 7 — 8, 1975.

620922 фиг.2 фиг. 3 фиг. Ф фиг.5

Составитель Е.Медведев

Редактор Т. Иванова Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Заказ 4650/42 Тираж 702 Подписное

LIHHHl1H Гбсударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4