Взаємодія пучків заряджених електронів з поляризованою електронною мішенню - Автореферат

Мьоллерівське розсіяння - це електродинамічний процес, чутливий до величин поляризації електронів, які беруть у ньому участь. З появою прискорених пучків поляризованих електронів мьоллерівське розсіяння на поляризованій електронній мішені з успіхом використовується для вимірювання величини поляризації електронних пучків. У ряді фізичних експериментів величина систематичної помилки вимірювання величини поляризації електронного пучка може давати основний внесок у величину повної систематичної помилки експерименту. Тому, дослідження фізичних ефектів, що впливають на величину поляризації пучка електронів та результати її вимірювання поляриметром, дає можливість підвищити точність фізичних експериментів, що проводяться на пучках поляризованих електронів. Під час розробки поляриметра було створено два нових метода вимірювання поляризації мішені, які забезпечили високу точність вимірювання поляризації мішені та можливість контролювати величину поляризації мішені на пучку під час проведення досліджень.У дисертації досліджено взаємодію пучка поляризованих електронів зі звязаними електронами поляризованої мішені, та фізичні ефекти, що впливають на величину поляризації пучка електронів, та результати її вимірювання за допомогою мьоллерівських поляриметрів. Наведено результати впливу точності вимірювання поляризації пучка електронів на результати фізичних експериментів, що проводяться на пучках поляризованих електронів. Величина розмиття кута не залежить від енергії пучка електронів та пропорційна енергії звязку електрона в атомі. Під час дослідження величини поляризації електронної мішені було знайдено ефект, який призводить до систематичної помилки при вимірюванні поляризації мішені. Наведені результати перевірок величини поляризації мішені, що були отримані при вимірюванні товщини мішені методом протонно-індуцированої гамма емісії, та при вимірюванні величини поляризації пучка електронів з різними мішенями та величинами намагнічуючого поля.У дисертації викладено результати досліджень процесу взаємодії пучка поляризованих електронів з мішенню зі звязаними поляризованими електронами. На основі цих досліджень була вирішена важлива наукова задача - мінімізація впливу ефекту, що обумовлений використанням поляризованої мішені зі звязаними електронами, на результат реакції взаємодії пучка поляризованих електронів з поляризованою електронною мішенню. Вирішення цієї задачі дозволило підвищити точність вимірювання поляризації пучків прискорених електронів і виконати ряд досліджень як з фізики пучків поляризованих електронів, так і з фізики елементарних частинок Поправка до величини поляризації пучка електронів, що повязана з використанням поляризованої мішені зі звязаними електронами, може бути не тільки додатною, але і відємною в залежності від параметрів поляриметра. Було проведено експериментальне дослідження величини поправки до вимірюваної поляризації пучка електронів при енергії 4.025 ГЕВ.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У дисертації викладено результати досліджень процесу взаємодії пучка поляризованих електронів з мішенню зі звязаними поляризованими електронами. На основі цих досліджень була вирішена важлива наукова задача - мінімізація впливу ефекту, що обумовлений використанням поляризованої мішені зі звязаними електронами, на результат реакції взаємодії пучка поляризованих електронів з поляризованою електронною мішенню. Вирішення цієї задачі дозволило підвищити точність вимірювання поляризації пучків прискорених електронів і виконати ряд досліджень як з фізики пучків поляризованих електронів, так і з фізики елементарних частинок

Отримані в роботі наукові та практичні результати дозволяють зробити наступні висновки: 1. Поправка до величини поляризації пучка електронів, що повязана з використанням поляризованої мішені зі звязаними електронами, може бути не тільки додатною, але і відємною в залежності від параметрів поляриметра.

2. Розроблено комбінований спектрометр з кінематичним фокусуванням, який відрізняється від раніше створених оптичною схемою зменшення ефекту звязаного руху електронів поляризованої мішені, та більш високою точністю (систематична помилка ±2.3%). Це дало можливість створити поляриметр з нерухомими елементами, що дозволяє вимірювати поляризацію електронів в усьому діапазоні енергій прискорювача СЕБАФ (0.8-6 ГЄВ), суттєво скоротило довжину поляриметра (7 м), забезпечило великий аксептанс поляриметра та покращало співвідношення сигнал/фон. В результаті оптимізації геометрії та аксептанса поляриметра величина поправки до поляризації, що вимірюється експериментально, була зменшена до 0.5% для широкого діапазону енергій пучка електронів. Було проведено експериментальне дослідження величини поправки до вимірюваної поляризації пучка електронів при енергії 4.025 ГЕВ. Результати вимірювання добре узгоджуються з розрахунками, що були проведені.

3. Аналіз традиційного метода вимірювання поляризації феромагнітної мішені показав що головні його недоліки обумовлені необхідністью проведення двох вимірювань у змінному магнітному полі. Показана можливість вимірювання величини поляризації феромагнітної мішені при проведенні одного вимірювання без зміни величини намагнічуючого поля. Результати цих досліджень були використані для створення нового високоточного методу вимірювання величини поляризації електронної мішені. За допомогою нового методу була виміряна величина поляризації для низки мішеней з супермендюру та заліза з точність ~1.3%.

4. На основі обчислень було продемонстровано, що вплив розмірів вимірювальної котушки на результат вимірювання поляризації мішені може досягати 1-3%. Розроблено методику вимірювання цього ефекту та введення поправки, що обумовлена цим ефектом, до величини поляризації електронної мішені. Виміряно вклад розсіяного потоку мішенів через вимірювальну котушку, що дозволило підвищити точність вимірювання величини поляризації електронної мішені.

5. Досліджено можливість вимірювання величини поляризації феромагнітних мішенів без виймання фольги із вимірювальної котушки. На основі цих досліджень розроблено новий метод калібровки величини поляризаціїмішені на пучку поляризованих електронів, що дозволяє контролювати величину поляризації пучка електронів під час проведення експериментів.

6. Проведено експериментальне дослідження повздовжньої та поперечної компонент поляризації пучка електронів для енергій 0.8-6.0 ГЕВ, та впливу параметрів пучка прискорювача на величину поляризації пучка електронів. Результати, що були здобуті під час дослідження, широко використаються для досліджень з фізики елементарних часток, що проводяться на пучках поляризованих електронів.

1. Гламаздин А.В., Горбенко В.Г., Левчук Л.Г., Помацалюк Р.И., Сорокин П. В., Чудаков Е., Чен Д.П., Саха А., Дейл Д., Гаспарян А. Меллеровский поляриметр электронов для TJNAF (зал А) // ВАНТ - 1999. - Вып.1(33) - стр. 33 - 34.

2. Glamazdin A.V., Gorbenko V.G., Levchuk L.G., Pomatsalyuk R.I., Sorokin P. V. The results of scientific cooperation of NSC KIPT and TJNAF, USA // ВАНТ - 2001 - Серия: Ядерно-физические исследования Вып.1(37) - стр. 3-7.

3. Chudakov E.A., Glamazdin A.V., Gorbenko V.G. Levchuk L.G., Pomatsalyuk R.I., Sorokin P. Electron Beam Mшller Polarimeter at Hall A, JLAB // ВАНТ - 2002 - Серия: Ядерно-физические исследования Вып.2(40) - стр. 43 - 48.

4. Glamazdin A.V., Gorbenko V.G., Levchuk L.G., Pomatsalyuk R.I., Rubashkin A.L., Sorokin P.V., Dale D.S., Doyle B. Gorringe T., Korsch W., Zeps V., Chen J.P., Chudakov E., Nanda S., Saha A., Gasparian A. Electron Beam Mшller Polarimeter at JLAB Hall A // Fizika B(Zagreb) - 1999 - V.8. - №1. - P. 91 - 95.

5. By HAPPEX Collaboration (Aniol K.A., Armstrong D.S., Glamazdin A.V. et al. (ще 79 співавторів)) Measurement of the neutral weak form factors of the proton // Phys. Rev. Lett. -1999 - V.82. - №6 - P. 1096 - 1100.

6. By HAPPEX Collaboration (Aniol K.A., Armstrong D.S., Glamazdin A.V. et al. (ще 112 співавторів)) New measurement of parity violation in parity elastic electron-proton scattering and implications for strange form factor. // Phys. Lett. B. -2001 - V. 509 - P. 211 - 216.

7. Jones M.K., Aniol K.A., Glamazdin A.V. et al. (ще 105 співавторів) GEP/GMP Ratio by Polarization Transfer in e®p®ep® // Phys. Rev. Lett. -2000 - V.84. - №7. - P. 1398 - 1402.

8. Xu W., Dutta D.,. Glamazdin A.V. et al. (ще 89 співавтори) Transverse Asymmetry АУТ from the quasielastic 3He®(e®,e) process and Neutron Magnetic Form Factor // Phys. Rev. Lett. - 2000 - V.84. - №14. - P. 3265 - 3268.

9. Wijesooriya K., Afanasev A., Glamazdin A. et al. (ще 75 співавторів) Polarization Measurements in High-Energy Deuteron Photodisintegration // Phys. Rev. Lett. - 2001 - V.86. - №14. - P. 2975 - 2979.

10. Gayou O., Wijesooriya K., Glamazdin A. et al (ще 75 співавторів) Measurements of the elastic electromagnetic form factor ratio MGEP/GMP via polarization transfer // Phys. Rev. C - 2001 - V.64. - P 038202(1-4).

11. Xiong F., Dutta D., Glamazdin A.V. et al. (ще 89 співавтори) Precision Measurement of the Spin-dependent Asymmetry in the Threshold Region of 3He®(e®,e) // Phys. Rev. Lett. - 2001 - V. 87.~- №24 - P 242501(1-5).

12. Gayou O., Aniol K.A., Glamazdin A. et. al. (ще 76 співавторів) Measurement of GEP / GMP in e®p® ep® to Q2=5.6 GEV2 // Phys. Rev. Lett. - 2002 - V. 88. - №9 - P. 092301(1-5).

13. Malov S., Wijesooriya K., Glamazdin A. et al. (ще 141 співавторів) Polarization transfer in 16O(e®, ep®)15N reaction // Phys. Rev. - 2000 - V. C62. - P. 057302(1-5).

14. Afanasev A., Glamazdin A. Atomic Electron Motion for Mшller Polarimetry in a Double-Arm Mode. - Newport News. - 1996. - 7 p. (Препр. / TJNAF; CEBAF-PR-96-003).

15. Dale D.S., Gasparian A., Doyle B., Gorringe T., Korsch W., Zeps V., Glamazdin A., Gorbenko V., Pomatsalyuk R., Chen J.P., Nanda S., Saha A The TJNAF Hall A Mшller Polarimeter // Proc. of 7th International Conf. on the Polarized Gas Targets and Polarized Beams. - Urbana, USA. - August 1997. - P. 321-325.

16. Dale D.S., Denoyelles K., Doyle B., Gasparian A., Gorringe T., Korsch W., Kovash M., Mayfield J., Newsome W., Pemble V., Zeps V., Glamazdin A., Gorbenko V., Pomatsalyuk R., Chen J.P., Nanda S., Saha A. A Mшller Polarimeter for Hall A of TJNAF // Contributed paper at the Meeting of the Division of Nuclear Physics of the American Physical Society. - Whistler, B.C., Canada. -1977. - V. 42. - №7. - P. 1648.

17. Glamazdin A., Chen J-P., Chudakov E., Dale D.S., Gasparian A., Gorbenko V., Levchuk L., Nanda S.K., Pomatsalyuk R.I., Sorokin P.V. Electron beam Mшller Polarimeter at Hall A, TJNAF // 5th International Workshop on New Approaches to High-Tech: Nondestructive Testing and Computer Simulations in Science and Engineering -St. Petersburg, Russia. - Proceedings of SPAS. - 2001 - Vol.5.- P. A2-A6.

18. Glamazdin A.V., Gorbenko V.G., Pomatsalyuk R.I., Dale D.S., Chudakov E., Gasparian A. Operational Safety Procedure for Hall A Mшller polarimeter / JLAB, Newport News, USA - April 1998 - 23~pp.

19. Glamazdin A., Chudakov E. Hall A Mшller Polarimeter Upgrade for 11~GEV. / JLAB, Newport News, USA - December 2000. - 17 pp.

20. CRDF Cooperative Grants program: Final Project Report (Award number UP2-2271) / NSC KIPT, Kharkov, Ukraine. - 2002. -13 pp.

Размещено на .ru