Проект Muon1
реклама
http://www.stephenbrooks/muon1
Muon1 это проект про просчету параметров ускорителя для выхода как можно большего количества мюоннов, эти данные нужны для строящегося самого мощного ускорителя где-то в Европе т.е результаты реально востребованны.
Всем хорошо известны традиционные методы исследования вещества: ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс (ЯМР и ЭПР), нейтронография и мёссбауэровская спектроскопия, но что представляет собой мюонный метод исследования вещества, или mSR-метод, известно гораздо меньшему кругу людей, даже профессионально занимающихся наукой. А между тем мюонный метод уже перешел в зрелый возраст (опубликовано более тысячи работ) и дал много новой и ценной информации о свойствах вещества. Причем многие результаты либо вообще нельзя получить другими методами, либо mSR позволяет получить более точные данные.
Суть мюонного метода заключается в возможности изучения локальных микрополей в веществе с помощью легкой нестабильной заряженной элементарной частицы - мюона (как положительного, так и отрицательного). Для изучения свойств материи наиболее перспективны положительные мюоны, и в этой статье мы будем говорить только о них. Поскольку мюоны - нестабильные частицы, их получают на ускорителях, поэтому метод не только относительно дорог, но и доступен лишь при наличии специальных ускорителей. В настоящее время во всем мире насчитывается всего шесть исследовательских центров: PSI в Швейцарии, TRIUMF в Канаде, KEK в Японии, ISIS в Великобритании и два центра - ОИЯИ (Дубна, Московская обл.) и ПИЯФ РАН (Гатчина, Ленинградская обл.) - в России. Кроме того, завершается строительство крупного центра в ИЯИ РАН (Троицк, Московская обл.).
Возможно, такая незаслуженно малая известность мюонного метода обусловлена его относительной дороговизной и малым количеством исследовательских центров. Однако в этих центрах работает не так уж мало экспериментальных групп из всех развитых стран.
Итак, основной и, пожалуй, единственный минус mSR-метода - его стоимость. Но взамен мы получаем мощный инструмент для изучения самого широкого диапазона свойств вещества как в газовой фазе, так и в конденсированном состоянии - от измерения скоростей химических реакций до расшифровки магнитной структуры сверхпроводников второго рода (в частности, ВТСП), исследования технологических свойств трансформаторных сталей, фазовых переходов второго рода, свойств электролитов и т.д.
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МЮОНОВ
Положительные (m+) и отрицательные (m-) мюоны, так же как и электроны, относятся к лептонам. Они обладают собственным моментом - спином s = 1/2 и магнитным моментом
Здесь e = ? 4,8 " 10-10 ед. CGSE - элементарный заряд (с учетом знака), " = 1,05 " 10- 27 эрг " с - постоянная Планка, mm - масса мюона, с - скорость света и a ї 1/137 - постоянная тонкой структуры. Как видим, магнитный момент мюона превышает мюонный магнетон | e | " /(2mmc) на величину порядка 10- 3 и практически во всех прикладных экспериментах (но отнюдь не всегда) можно пренебрегать этим отличием.
Мюон - нестабильная частица, распад которой определяется слабым взаимодействием, поэтому время жизни относительно велико и составляет t ї 2,2 " 10- 6 с. Столь большое время жизни и обусловило широкое применение мюонов для исследования свойств вещества. Но в 1957 году, когда Р.Л. Гарвин, Л.М. Ледерман и Г. Вейнрих и независимо Дж.И. Фридман и В.Л. Телегди открыли несохранение четности в p m e распаде, они вряд ли могли предположить, что этот фундаментальный результат в физике элементарных частиц положит начало новому методу изучения свойств вещества. В разделе 3 мы расскажем, как именно проявляется несохранение четности при распаде мюона, а здесь ограничимся констатацией факта: распадаясь (погибая) мюон сообщает, как был направлен его спин в момент его "смерти".
На первых порах появилась масса работ, посвященных исследованию этой фундаментальной проблемы. При этом приходилось изучать распад мюонов, остановившихся в какой-либо мишени. Результаты, однако, существенно зависели от типа мишени, что сначала воспринималось как неизбежная и досадная помеха при постановке чистого эксперимента. Поэтому волей-неволей приходилось разбираться в закономерностях взаимодействия мюонов с веществом мишени. Таким образом, можно сказать, что мюонный метод появился на свет как побочный ребенок фундаментальных исследований и, как это часто бывает, был нежелательным до тех пор, пока не стало ясно, что наука получила совершенно новый инструмент для исследования свойств вещества.
реклама
Лента материалов
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Сейчас обсуждают