Курсовая работа: Спиновый дихроизм нейтронов и ядерный псевдомагнетизм

Спиновый дихроизм нейтронов и ядерный псевдомагнетизм

Брест, 2010

Оглавление

Введение

1.1 Спиновый дихроизм нейтронов

1.2. Ядерный псевдомагнетизм

2.1 Получение выражения для амплитуды рассеяния нейтрона в ядерной среде

2.2 Существование 2 показателей преломления ядерной среды

2.3 Расчет зависимости поляризации от пройденного нейтронным пучком расстояния и зависимости угла поворота от расстояния

2.4 Энергия нейтрона в ядерной среде. Зависимость от направления спина нейтрона по отношению к вектору поляризации ядер

2.5 Получение выражения для ядерного псевдомагнитного поля

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Спиновый дихроизм проявляется в асимметрии пропускания через образец поляризованных нейтронов с разным спином, а также в появлении продольной поляризации при прохождении через вещество первоначально неполяризованных нейтронов. По-иному, дихроизм – это существование 2 показателей преломления для частиц с различным знаком проекции спина (спиральности).

Это явление возникает в обычной оптике из-за разницы в полных сечениях рассеяния для состояний фотона с различной спиральностью «+» и «–», а в нейтронной оптике из-за разницы в полных сечениях рассеяния для состояний нейтрона с различной проекцией спина «+» и «–». С другой стороны, мнимая часть амплитуды или коэффициента преломления связана с полным сечением по оптической теореме, следовательно, нейтроны, имеющие разную спиральность, будут по-разному поглощаться в веществе, в результате либо появляется поляризация первоначально неполяризованного пучка, либо разный коэффициент пропускания для нейтронов, поляризованных вдоль и против импульса.

1.1 Спиновый дихроизм нейтронов

Дихроизм (от греч. díchroos - двухцветный) - один из видов проявления плеохроизма, различная окраска одноосных кристаллов (обладающих двойным лучепреломлением) в проходящем свете при взаимно перпендикулярных направлениях наблюдения - вдоль оптической оси и перпендикулярно к ней. Например, кристалл апатита, освещаемый белым светом, кажется на просвет светло-жёлтым, если смотреть по направлению оптической оси, и зелёным - в перпендикулярном направлении. Окраску кристалла в указанных условиях наблюдения называют, соответственно, "осевой" и "базисной". При прочих направлениях наблюдения кристалл также виден окрашенным (в какой-либо из промежуточных цветов), т. е. дихроизм представляет собой частный случай плеохроизма как многоцветности кристаллических фаз. Дихроизм обусловлен различием спектров поглощения кристалла для световых лучей, имеющих разное направление и поляризацию. Для одноосных кристаллов различают две "главные" (основные) окраски - при наблюдении вдоль оптической оси и перпендикулярно к ней [6].

А теперь с помощью таблицы рассмотрим, в чем сходство спинового дихроизма нейтронов с эффектом Фарадея

Таблица 1.1 – Сравнительная характеристика спинового дихроизма нейтронов с эффектом Фарадея

эффект Фарадея	ядерная прецессия спина нейтрона
частица	фотон	Медленные нейтроны
среди каких частиц движется	Поляризованные по спину электроны	Поляризованные по спину ядра
наличие спиновой поляризации	Да (электроны)	Да (ядра)
в чем проявляется дихроизм	Различные показатели преломления и коэффициенты поглощения для фотона	Различные показатели преломления и коэффициенты поглощения для нейтрона
сущность эффекта	Плоскость поляризации поворачивается на угол	По мере прохождения в глубь мишени с поляриз. ядрами вектор поляризации нейтрона поворачивается на
кто открыл	Фарадей, 1845г.	Группы Абрагама и Форте, 1970-е г. (предсказана в 1964 г. В. Г. Барышевским и М. И. Подгорецким)

1.2 Ядерный псевдомагнетизм

Нейтрон, как известно, обладает спином и собственный магнитный момент. Известно ,что любая частица обладающая собственным магнитным моментом при попадании в обычное магнитное поле испытывает прецессию собственного магнитного момента (ларморовская прецессия). Следовательно, должен испытывать ее и нейтрон. Но когда нейтрон оказывается среди поляризованных ядер, то прецессию испытывает не собственный магнитный момент, а спин. Но поскольку спин неразрывно связан с магнитным моментом, то это все равно что если бы воздействие поляризованных ядер на нейтрон можно было бы представить в виде поля, чем то похожее на магнитное, действующее на собственный магнитный момент нейтрона (как при ларморовской прецессии), но имеющего совсем иную природу (ядерную).

Данный обзац можно отобразить в виде сравнительной характеристики обычного магнитного поля и ядерного псевдомагнитного поля

Таблица 1.2 - Сравнительная характеристика обычного магнитного поля и ядерного псевдомагнитного поля

Характеристики	Магнитное поле	Ядерное псевдомагнитное поле
1.Каким фундаментальным взаимодействием обусловлено?	Электромагнитным	ядерным
2. Может ли его воздействию подвергаться электрон, протон, нейтрон?	Да; да; да	Нет; да; да
3. Может ли создаваться движущими заряженными частицами?	Да	Нет
4. Возможно ли квантование энергии по Ландау для частицы в таком поле?	Да	Нет
5. Какой тип прецессии спина (или магн. момента) нейтрона наблюдаться в таком поле?	ларморовская	ядерная
6. Опыт по разделению пучков поляризованных частиц в соответствующем поле?	Штерна - Герлаха	Работы групп Абрагама и Форте
7. Может ли существовать в вакууме?	Да	Нет

Волновая функция

Волновая функция (функция состояния, пси-функция, амплитуда вероятности) — комплексная функция, используемая в квантовой механике для вероятностного описания состояния квантовомеханической системы. В широком смысле — то же самое, что и вектор состояния.

Вариант названия «амплитуда вероятности» связан со статистической интерпретацией волновой функции: вероятность нахождения частицы (или физической системы) в данном состоянии равна квадрату абсолютного значения амплитуды вероятности этого состояния.

Волновая функция зависит от координат (или обобщённых координат) системы и формируется таким образом, чтобы квадрат её модуля представлял собой плотность вероятности (для дискретных спектров — просто вероятность) обнаружить систему в положении, описываемом координатами.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--