1 / 19

Прецессия спина нейтрона и нейтронная резонансная интерферометрия

Прецессия спина нейтрона и нейтронная резонансная интерферометрия. | IRI ; S.V.Grigoriev, W.H.Kraan, M.Th.Rekveldt > | ПИЯФ ; С.В. Григорьев , Ю.О. Четвериков , А.В. Сыромятников >. Resonance - Резонанс !!!. Delft. h . 2 m n B 0. h . Гатчина. Концепция.

lou
Télécharger la présentation

Прецессия спина нейтрона и нейтронная резонансная интерферометрия

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Прецессия спина нейтрона и нейтронная резонанснаяинтерферометрия |IRI ; S.V.Grigoriev, W.H.Kraan, M.Th.Rekveldt > |ПИЯФ; С.В. Григорьев, Ю.О. Четвериков, А.В. Сыромятников > Resonance - Резонанс!!! Delft h 2mnB0 h Гатчина

  2. Концепция Концепция нейтронной резонансной интерферометрии заложена в работах [1] N.F.Ramsey, Molecular Beams, Oxford University Press, Oxford (1990) [2] R.Golub and R.Gahler, Phys.Lett.A, 123, 43-48 (1987) [3] R.Gahler and R.Golub, J. Phys. (Paris), 49, 1195-1202 (1988)

  3. Ларморовская прецессия как интерференция двух спиновых состояний B B0 Постоянное магнитное поле exp(i(kx -t))(|> + |> ) x Ep Закон сохранения энергии: h2 k 2/2mn= h2 k+2/2mn - 2mnB= . = h2 k-2/2mn + 2mnB Потенциальная энергия 2mnB0 x Ek k± = k0 ± mnB0/hv k+=k0+Dk Кинетическая энергия k0 Фаза прецессии: = i(k+-k-)dx x [2] R.Golub and R.Gahler, Phys.Lett.A, 123, 43-48 (1987) [3] R.Gahler and R.Golub, J. Phys. (Paris), 49, 1195-1202 (1988) k-=k0-Dk

  4. “Прецессия в нулевом поле” B [2] R.Golub and R.Gahler, Phys.Lett.A, 123, 43-48 (1987) [3] R.Gahler and R.Golub, J. Phys. (Paris), 49, 1195-1202 (1988) Постоянное магнитное поле B0 и резонансная катушка с осциллирующим полем B1 часитотыw0 B0 exp(i(kx -t))(|> + |> ) x Резонанс: нейтронная волна поглощает или отдает фотон из-за переворота спина hw0 = 2mnB0 Ep Резонанс!!! Резонанс!!! Потенцияльная энергия 2mnB0 Закон сохранения не Работает внутри катушки, но работает на границе поля: на входе и выходе. x Ek k++=k0+2Dk Вход: k+ = k0 + mnB0/hv Выход: k++ = k0 + 2mnB0/hv Кинетическая энергия k+=k0+Dk k0 x Фаза прецессии: j = i(k++- k- -)dx k-=k0-Dk k- -=k0 - 2Dk

  5. [4] S.V. Grigoriev, F.M. Mulder, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 62 (2000) 63601 Схема полей в эксперименте и (k,x) - фазовая диаграмма. RES: =1/2 RES: =1/2 B Постоянное магнитное поле B0 осциллирующее поле B1с частотойw0 x Фаза прецессии: j1= i(k++- k- -)dx j2 = i(k++- k+ -)dx j3= i(k++- k-+)dx j4= i(k+-- k-+)dx j5= i(k+-- k- -)dx j6= i(k-+- k- -)dx k(x) k++ k+ k+- k0 x k-+ k- k--

  6. 1 2 3= (2 + 1)/2 [1] N.F.Ramsey, Molecular Beams, Oxford University Press, Oxford (1990); N.F.Ramsey, Phys.Rev.A, 48, 80-82 (1993) 3’= 3= (2 + 1)/2 4’= 4= (2 - 1)/2 4= (2 - 1)/2 [4] S.V. Grigoriev, F.M. Mulder, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 62 (2000) 63601

  7. Многоволновая интерференция нейтрона RES: =1/2 RES: =1/2 a B B0 l L B1 x k++ k+ b k1 Параметры системы 1) параметр  = [0 - 1] 2) параметр B1 = [B0 ± B] k- k0 x [5] S.V. Grigoriev, Yu.O. Chetverikov, A.V. Syromyatnikov, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 68 (2003) 033603

  8. B SF1: =1/2 SF2: =1/2 SF3: =1/2 SF4: =1/2 SF5: =1/2 SF6: =1/2 a B0 B1 x k++ 20 21 22 23 24 25 26 N b k+ k+- x k0 N c 1 B1  6 SF1 15 20 x 15 6 1 [5] S.V. Grigoriev, Yu.O. Chetverikov, A.V. Syromyatnikov, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 68 (2003) 033603

  9. Параметр  = [0 - 1] Параметр B1 = [B0 ± B] Можно изучать вероятность R найти спин в состоянии (по) или -(против) поля после системы из N =100 резонансных катушек, так называемый–квантовый ковер - “QUANTUM CARPET”  = BRF l/(2v);  = sin2() 2 Параметр  = [0 to1]   = B L/v Параметр B1 = [B0 ± B] [5] S.V. Grigoriev, Yu.O. Chetverikov, A.V. Syromyatnikov, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 68 (2003) 033603 0  2

  10. 5 DC small coils B0 B0 B1 B1 CM SF A D P DC Large coils 6 RF-coils [5] S.V. Grigoriev, Yu.O. Chetverikov, A.V. Syromyatnikov, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 68 (2003) 033603

  11. Эксперимент был выполнен для резонансных катушек N = 6 с вероятностью  = sin2() =1/16 и 1/2, (то есть = /12 и = /4). Параметр  меняли полем B1. Эксперимент и теория [5] S.V. Grigoriev, Yu.O. Chetverikov, A.V. Syromyatnikov, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev.A, 68 (2003) 033603

  12. 4-волновое нейтронное спиновое эхо:Основные принципы RF RF a B x RF RF  = 0 k+- b k0 k-+ x k- k++  = 1 c k+ k0 x k- [7] S.V. Grigoriev, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev. A, 69 (2004)043615 a.Схема системы магнитных полей нейтронной резонансной спин-эхо установки. Каждое плечо установки состоит из 2 РЧ флипперов с ведущим полем между ними. b. (k,x) диаграмма волнового вектора нейтрона со спином по и против поля в зависимости от позиции с вероятностью спин-переворота  = 0 (DC Spin Echo). c. (k,x) диаграмма с вероятностью  = 1 (RF Spin Echo).

  13. [7] S.V. Grigoriev, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev. A, 69 (2004)043615 d. (k,x) диаграмма с вероятностью = 1/2 (mixed RF-DC Spin Echo). (d)  = 1/2 k++++ k(x) k+++ k++ k+ k+- k0 x k-+ k- k-- k--- k----

  14. 4-волновое нейтронное спиновое эхо:Экспериментальная установка [7] S.V. Grigoriev, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev. A, 69 (2004)043615 1 плечо СЭ установки 2плечо СЭ установки MD PhC1 PhC2 P R1 SF1 SF2 SF3 SF4 R2 A MC Экспериментальная установка: Схема установки: P -поляризатор, R1, R2 вращатели поляризации, SF1, SF2, SF3 и SF4 – резонансные спин-флипперы NR, PhC компенсирующая катушка постоянного поля, A анализатор, MC кристалл-монохроматор, MD - детекторы. Система катушек SF1 и SF2 –первое спин-эхо плечо, SF3 и SF4 –второе спин-эхо плечо. Фаза  появляющаяся в результате различия между 1 и 2 плечом компенсируется полем BPhC1 производимым катушкой PhC.

  15. a  DC-up Int RF-up DC RF BPhC1 BPhC2 = B’ DC-down RF-down Int  b RF-down DC-up Int BPhC1 = B’’ DC RF BPhC2 Int DC-down RF-up После прохождения установки нейтрон ращепляется на огромное количество волн. Каждая их пара интерферирует и все вместе производят огромное количество СЭ групп. Чтобы сфокусировать все эти группы в единое эхо, необходимо установить по крайней мере две "независимые" компенсирующие катушки. Независимость означает, что катушкивоздействуют на RF и DC спин-эхо группы по разному. Установлено, что когда (a) одна катушка находится между резонансными флипперами первого SE плеча и (b) другая – между двумя SE плечами, то они независимы.

  16. 4-волновое спиновое эхо: эксперимент [7] S.V. Grigoriev, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev. A, 69 (2004)043615 Положение спин-эхо групп на фазовой диаграмме, созданной компенсирующими катушками B1(PhC1) и B1(PhC2). Точка пересечения для DC SE группы и RF SE группы дает точку 4-волнового SE. Поляризация в зависимости от поля компенчисующей катушки B1(PhC2) для вероятности спин переворода  = 1/2 при B1(PhC1) = -10 G. 4-волновое спиновое эхо.

  17. [6] T. Keller et al. Neutron News 6, (1995) 16 ; M. Th. Rekveldt, NIMB 114, 366 (1996). SESANS как уже существующее применение НРИ 2-е СЭ плечо 1-е СЭ плечо S q0 q Det P A SF1 SF2 SF3 SF4 d -NRSE

  18. Резонансная интерфероматрия позволяет кроме того • Показать, что периодичность спинора равна 4 pi - S.V. Grigoriev, W.H. Kraan, M.Th. Rekveldt, EuroPhys.Lett, v.66, (2004) 164-170, - Observation of 4-pi periodicity of the spinor using neutron resonance interferometry. • Измерить фазу Берри (геометрическую фазу) спина нейтрона - W.H. Kraan, S.V. Grigoriev, M.Th. Rekveldt, Phys.Rev. A, 82 (2010) 013619 – Manifestation of the geometric phase in neutron spin-echo experiments. • и прочее, прочее, прочее....

  19. Заключение Эти эксперименты открывают область нейтронной резонансной интерферометрии.

More Related