Отправить статью по E-mail 
Поворотная магнитная гравитационная ловушка для хранения ультрахолодных нейтронов
- Авторы: Серебров А.П.1, Фомин А.К.1, Клюшников Г.Н.1, Коптюхов А.О.1, Мурашкин А.Н.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
- Выпуск: № 8 (2024)
- Страницы: 42-49
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/1028-0960/article/view/274324
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024080069
- EDN: https://elibrary.ru/ELQSXQ
- ID: 274324
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В работе предложена стратегия проведения эксперимента по измерению времени жизни нейтрона при хранении ультрахолодных нейтронов в поворотной магнитной ловушке. Магнитная ловушка представляет собой набор постоянных магнитов NdFeB. Путем поворота ловушки вокруг горизонтальной оси можно осуществить гравитационный захват ультрахолодных нейтронов и их удержание. Представлен вариант конструкции, когда в одной установке расположены сразу две ловушки на одной оси: материальная и магнитная. Проведена оценка чувствительности магнитной ловушки в сравнении с материальной при равных условиях проведения измерений. Одним из факторов, влияющих на систематическую погрешность эксперимента, будет процесс деполяризации нейтронов в магнитном поле. Поэтому в работе рассмотрен вопрос разработки магнитной системы, которая минимизирует вероятность деполяризации нейтрона. Также рассмотрен так называемый турбинный эффект, который может проявляться в изменении энергии ультрахолодных нейтронов при повороте из-за взаимодействия с плоскими гранями ловушки. Предложенный гравитационный захват ультрахолодных нейтронов магнитной ловушкой является принципиально новым подходом, который до этого никогда не осуществлялся. Эксперимент может быть проведен на строящемся источнике ультрахолодных нейтронов на реакторе “ПИК”.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. П. Серебров
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
Автор, ответственный за переписку.
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300
А. К. Фомин
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300
Г. Н. Клюшников
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300
А. О. Коптюхов
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300
А. Н. Мурашкин
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300
Список литературы
- Serebrov A.P., Fomin A.K. // Physics Procedia. 2011. V. 17. P. 199. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2011.06.037
- Serebrov A.P. // Physics-Uspekhi. 2019. V. 62. P. 596. https://doi.org/10.3367/UFNe.2018.11.038475
- Workman R.L., Burkert V.D., Crede V., Klempt E., Thoma U., Tiator L., Agashe K., Aielli G., Allanach B.C., Amsler C., Antonelli M., Aschenauer E.C., Asner D.M., Baer H., Banerjee S., Barnett R.M., Baudis L., Bauer C.W., Beatty J.J., Belousov V.I., Beringer J., Bettini A., Biebel O. et al // Prog. Theor. Exp. Phys. 2022. V. 2022. P. 083C01. https://doi.org/10.1093/ptep/ptac097
- Serebrov A., Varlamov V., Kharitonov A., Fomin A., Pokotilovski Yu., Geltenbort P., Butterworth J., Krasnoschekova I., Lasakov M., Tal’daev R., Vassiljev A., Zherebtsov O. // Phys. Lett. B. 2005. V. 605. P. 72. https://doi.org/10.1016/j.physletb.2004.11.013
- Serebrov A.P., Varlamov V.E., Kharitonov A.G., Fomin A.K., Pokotilovski Yu.N., Geltenbort P., Krasnoschekova I.A., Lasakov M.S., Taldaev R.R., Vassiljev A.V., Zherebtsov O.M. // Phys. Rev. C. 2008. V. 78. P. 035505. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.78.035505
- Serebrov A.P., Kolomensky E.A., Fomin A.K., Krasnoshchekova I.A., Vassiljev A.V., Prudnikov D.M., Shoka I.V., Chechkin A.V., Chaikovskiy M.E., Varlamov V.E., Ivanov S.N., Pirozhkov A.N., Geltenbort P., Zimmer O., Jenke T., Van der Grinten M., Tucker M. // JETP Lett. 2017. V. 106. P. 623. https://doi.org/10.1134/S0021364017220143
- Serebrov A.P., Kolomensky E.A., Fomin A.K., Krasnoshchekova I.A., Vassiljev A.V., Prudnikov D.M., Shoka I.V., Chechkin A.V., Chaikovskiy M.E., Varlamov V.E., Ivanov S.N., Pirozhkov A.N., Geltenbort P., Zimmer O., Jenke T., Van der Grinten M., Tucker M. // Phys. Rev. C. 2018. V. 97. P. 055503. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.97.055503
- Ezhov V.F., Bazarov B.A., Geltenbort P., Kovrizhnykh N.A., Krygin G.B., Ryabov V.L., Serebrov A.P. // Tech. Phys. Lett. 2001. V. 27. P. 1055. https://doi.org/10.1134/1.1432348
- Ezhov V.F., Andreev A.Z., Glushkov A.A., Glushkov A.G., Groshev M.N., Knyazkov V.A., Krygin G.B., Ryabov V.L., Serebrov A.P., Bazarov B.A., Geltenbort P., Hartman F.J., Paul S., Picker R., Zimmer O., Kovrizhnykh N.A. // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2005. V. 110. P. 345. https://doi.org/10.6028/jres.110.051
- Ezhov V.F., Andreev A.Z., Ban G., Bazarov B.A., Geltenbort P., Hartman F.J., Glushkov A.G., Groshev M.G., Knyazkov V.A., Kovrizhnykh N.A., Naviliat-Cuncic O., Krygin G.B., Mueller A., Paul S., Picker R., Ryabov V.L., Serebrov A., Zimmer O. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 611. P. 167. https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.07.071
- Ezhov V.F., Andreev A.Z., Ban G., Bazarov B.A., Geltenbort P., Glushkov A.G., Knyazkov V.A., Kovrizhnykh N.A., Krygin G.B., Naviliat-Cuncic O., Ryabov V.L. // JETP Lett. 2018. V. 107. P. 671. https://doi.org/10.1134/S0021364018110024
- Walstrom P.L., Bowman J.D., Penttila S.I., Morris C., Saunders A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 599. P. 82. https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.11.010
- Salvat D.J., Adamek E.R., Barlow D., Bowman J.D., Broussard L.J., Callahan N.B., Clayton S.M., Cude-Woods C., Currie S., Dees E.B., Fox W., Geltenbort P., Hickerson K.P., Holley A.T., Liu C.-Y., Makela M., Medina J., Morley D.J., Morris C.L., Penttila S.I., Ramsey J., Saunders A., Seestrom S.J., Sharapov E.I., Sjue S.K.L., Slaughter B.A., Vanderwerp J., VornDick B., Walstrom P.L., Wang Z., Womack T.L., Young A.R. // Phys. Rev. C. 2014. V. 89. P. 052501. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.89.052501
- Pattie R.W., Callahan N.B., Cude-Woods C., Adamek E.R., Broussard L.J., Clayton S.M., Currie S.A., Dees E.B., Ding X., Engel E.M., Fellers D.E., Fox W., Geltenbort P., Hickerson K.P., Hoffbauer M.A., Holley A.T., Komives A., Liu C.-Y., MacDonald S.W.T., Makela M., Morris C.L., Ortiz J.D., Ramsey J., Salvat D.J., Saunders A., Seestrom S.J., Sharapov E.I., Sjue S.K., Tang Z., Vanderwerp J., Vogelaar B., Walstrom P.L., Wang Z., Wei W., Weaver H.L., Wexler J.W., Womack T.L., Young A.R., Zeck B.A. // Science. 2018. V. 360. P. 627. https://doi.org/10.1126/science.aan8895
- Gonzalez F.M., Fries E.M., Cude-Woods C., Bailey T., Blatnik M., Broussard L.J., Callahan N.B., Choi J.H., Clayton S.M., Currie S.A., Dawid M., Dees E.B., Filippone B.W., Fox W., Geltenbort P., George E., Hayen L., Hickerson K.P., Hoffbauer M.A., Hoffman K., Holley A.T., Ito T.M., Komives A., Liu C.-Y., Makela M., Morris C.L., Musedinovic R., O’Shaughnessy C., Pattie R.W., Jr., Ramsey J., Salvat D.J., Saunders V, Sharapov E.I., Slutsky S., Su V., Sun X., Swank C., Tang Z., Uhrich W., Vanderwerp J., Walstrom P., Wang Z., Wei W., Young A.R. // Phys. Rev. Lett. 2021. V. 127. P. 162501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.162501
- Serebrov A.P., Fomin A.K., Kharitonov A.G., Varlamov V.E., Chechkin A.V. // Tech. Phys. 2013. V. 58. P. 1681. https://doi.org/10.1134/S1063784213110224
- Klyushnikov G.N., Serebrov A.P. // JETP. 2023. V. 137. P. 316. https://doi.org/10.1134/S1063776123090054
- Kovalchuk M.V., Voronin V.V., Grigoriev S.V., Serebrov A.P. // Cryst. Rep. 2021. V. 66. P. 195. https://doi.org/10.1134/S1063774521020061
- Fomin A.K., Serebrov A.P. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2022. V. 16. P. 1012. https://doi.org/10.1134/S1027451022060088
- Materne S., Picker R., Altarev I., Angerer H., Franke B., Gutsmiedl E., Hartmann F.J., Müller A.R., Paul S., Stoepler R. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 2009. V. 611. P. 176. https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.07.055
- Leung K.K.H., Geltenbort P., Ivanov S., Rosenau F., Zimmer O. // Phys. Rev. C. 2016. V. 94. P. 045502. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.94.045502
- Bazarov B.A., Ezhov V.F., Kovrizhnykh N.A., Ryabov V.L., Andreev A.Z., Glushkov A.G., Knyaz’kov V.A., Krygin G.B. // Tech. Phys. Lett. 2016. V. 42. P. 663. https://doi.org/10.1134/S1063785016070038
- Roß K.U., Towards a High Precision Measurement of the Free Neutron Lifetime with tauSPECT. Ph.D. thesis, Mainz: Johannes Gutenberg Universität. 2021. http://doi.org/10.25358/openscience-6540
Дополнительные файлы
