RU2669543C1 - Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой - Google Patents
Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669543C1 RU2669543C1 RU2017119545A RU2017119545A RU2669543C1 RU 2669543 C1 RU2669543 C1 RU 2669543C1 RU 2017119545 A RU2017119545 A RU 2017119545A RU 2017119545 A RU2017119545 A RU 2017119545A RU 2669543 C1 RU2669543 C1 RU 2669543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- neutrons
- neutron
- magnetic field
- intensities
- depolarizing
- Prior art date
Links
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 230000002999 depolarising effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002139 neutron reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000000006 pectoral fin Anatomy 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005175 coherent neutron scattering Methods 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N methamphetamine Chemical compound CN[C@@H](C)CC1=CC=CC=C1 MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/09—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being neutrons
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют измерение в недеполяризующем нейтроны магнитном поле соответствующих четырем поляризационным состояниям нейтронов четырех интенсивностей пропускания нейтронов через магнитное поле и четырех интенсивностей отражения нейтронов от калибровочной структуры, при этом дополнительно измеряют в деполяризующем нейтроны магнитном поле четыре интенсивности пропускания поляризованных нейтронов через магнитное поле и четыре интенсивности отражения нейтронов от исследуемой структуры, из измеренных интенсивностей нейтронов в недеполяризующем и деполяризующем магнитных полях определяют соответствующие спиновым переходам нейтронов четыре коэффициента отражения нейтронов от исследуемой структуры в деполяризующем нейтроны магнитном поле, из коэффициентов отражения нейтронов определяют пространственные профили ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия нейтронов со слоистой структурой в деполяризующем магнитном поле. Технический результат: обеспечение возможности измерения в деполяризующем поляризованные нейтроны магнитном поле пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой. 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области исследований магнитных конденсированных сред поляризованными нейтронами, в частности, методики диагностики магнитного состояния слоистой структуры, что важно для установления соответствия физических свойств слоистой структуры ее микроструктурным магнитным характеристикам.
Известен способ измерения ядерного и магнитного пространственных профилей (зависимостей) потенциала взаимодействия поляризованных нейтронов с магнитно-коллинеарной слоистой структурой [1]. Сущность способа заключается в том, что с помощью рефлектометра поляризованных нейтронов с двумя состояниями "включено (вкл)" и "выключено (выкл)" двух спин-флипперов нейтронов (спин-флиппер изменяет на противоположное исходному направление поляризации нейтронов) измеряют четыре интенсивности отражения поляризованных нейтронов от исследуемой структуры и четыре интенсивности пучка нейтронов. Измерения проводят в достаточно большом магнитном поле (несколько килоэрстед), обеспечивающем магнитное насыщение исследуемой структуры. Из полученных восьми зависимостей интенсивностей нейтронов от переданного волнового вектора нейтронов Q определяют две величины - коэффициенты отражения нейтронов от исследуемой структуры R++(Q) и R-(Q) для переходов "++" и "-", соответственно. Из коэффициентов отражения нейтронов определяют пространственные профили ядерного U(x) и магнитного М(х), где х - координата в направлении перпендикулярно слоям структуры, потенциалов взаимодействия нейтронов со слоистой структурой. Из пространственных профилей определяют такие характеристики вещества, как плотность атомов, амплитуды когерентного рассеяния нейтронов ядрами атомов и сечения реакций взаимодействия нейтронов с ядрами, намагниченности слоев структуры, направление вектора намагниченности в слоях и другие.
Известен способ измерения пространственных профилей магнитно-неколлинеарной слоистой структуры U(x) и (Mz(x), Мху(х)), являющийся прототипом [2]. В прототипе измеряют в недеполяризующем нейтроны магнитном поле соответствующие четырем поляризационным состояниям нейтронов четыре интенсивности пропускания нейтронов через магнитное поле, четыре интенсивности отражения нейтронов от калибровочной структуры и четыре интенсивности отражения нейтронов от исследуемой структуры.
Недостатком прототипа является невозможность определения пространственных профилей слоистой структуры в небольшом деполяризующем нейтроны магнитном поле, величиной порядка 0.1-10 Э. Это связано с тем, что небольшое магнитное поле в областях ДО1 и ДО2 (Фиг. 1), наряду с исследуемой структурой, само, подобно исследуемой структуре, изменяет степень поляризации нейтронов. В этой связи, для определения коэффициентов отражения нейтронов от магнитно-неколлинеарной структуры R++(Q), R+-(Q), R-+(Q) и 
, из которых определяются пространственные профили, необходимо знать вероятности переворота поляризации нейтронов магнитным полем fh1 и fh2 в областях ДО1 и ДО2, соответственно.
Технической задачей является измерение в деполяризующем поляризованные нейтроны магнитном поле пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой.
Техническая задача решается тем, что дополнительно измеряют в деполяризующем нейтроны магнитном поле четыре интенсивности пропускания поляризованных нейтронов через магнитное поле и четыре интенсивности отражения нейтронов от исследуемой структуры, из измеренных интенсивностей нейтронов в недеполяризующем и деполяризующем магнитных полях определяют соответствующие спиновым переходам нейтронов четыре коэффициента отражения нейтронов от исследуемой структуры в деполяризующем нейтроны магнитном поле, из коэффициентов отражения нейтронов определяют пространственные профили ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия нейтронов со слоистой структурой в деполяризующем магнитном поле.
Существенным признаком изобретения является измерение четырех интенсивностей пропускания нейтронов через недеполяризующее нейтроны магнитное поле. Интенсивности нейтронов соответствуют четырем состояниям двух спин-флипперов, а именно "вкл, вкл", "вкл, выкл", "выкл, вкл" и "выкл, выкл". Эти интенсивности записываются в виде системы уравнений (1)
где I0 - коэффициент, определяемый интенсивностью нейтронов на входе в поляризатор и эффективностью регистрации нейтронов детектором, Рр - поляризующая способность поляризатора, Ра - поляризующая способность анализатора, f1 - вероятность переворота поляризации нейтронов первым (входным) спин-флиппером, f2 - вероятность переворота поляризации нейтронов вторым (выходным) спин-флиппером. В результате из системы (1) определяются параметры I0, РаРр, f1 и f2.
Существенным признаком изобретения является измерение четырех интенсивностей отражения нейтронов от калибровочной структуры с коэффициентами отражения Rc++ и Rc--. Эти интенсивности записываются в виде системы уравнений (2)
где F1=1-2f1, F2=1-2f2. В результате, из системы (2) определяются параметры Ра, Рр, Rc++ и Rc--.
Существенным признаком изобретения является измерение четырех интенсивностей пропускания нейтронов через деполяризующее нейтроны магнитное поле. Эти интенсивности записываются в виде уравнений (3)
где fs1=f1+fh1(1-2f1), fs2=f2+fh2(1-2f2). Из (3) определяют вероятности переворота поляризации нейтронов в магнитном поле fh1 и fh2 соответственно в областях DO1 и DO2 по соотношениям (4)
Существенным признаком изобретения является измерение в деполяризующем магнитном поле четырех интенсивностей отражения нейтронов от исследуемой структуры. Эти интенсивности записываются так
где Fh2=1-2fh2, Fs2=1-2fs2, Fh1=1-2fh1, Fs1=1-2fs1, R++, R+-, R-+, R-- - коэффициенты отражения нейтронов исследуемой структурой для спиновых переходов "++", "+-", "-+" и "--", соответственно.
В результате решения системы уравнений (5) определяются коэффициенты отражения нейтронов исследуемой структурой, а именно, R++(Q), R+-(Q), R-+(Q), .
Из зависимостей коэффициентов отражений нейтронов R++(Q), R+-(Q), R-+(Q), R--(Q) определяют с использованием решений уравнения Шредингера пространственные зависимости ядерного U(x) и магнитного (Mz(x), Мху(х)) потенциалов взаимодействия нейтронов с исследуемой структурой. В результате, поставленная цель оказывается достигнутой. Слоистая структура, магнитные слои которой имеют большие значения коэрцетивной силы, может быть исследована в малых магнитных полях.
Осуществление изобретения продемонстрировано на Фиг. 1, на которой представлена схема рефлектометра поляризованных нейтронов, где:
- 1 и 2 - области магнитного поля, в которое помещена слоистая структура
- 3 - слоистая исследуемая или калибровочная структура
- 4 - пучок, проходящий магнитное поле и регистрируемый нейтронным детектором,
- 5 - пучок, отраженный от слоистой структуры и регистрируемый нейтронным детектором,
- 6 - поляризатор нейтронов,
- 7 - первый спин-флиппер нейтронов,
- 8 - второй спин-флиппер нейтронов,
- 9 - анализатор поляризации,
- 10 - детектор нейтронов,
- 11 и 12 - полюса электромагнита
Литература:
1. И.И. Гуревич, Л.В. Тарасов, Физика нейтронов низких энергий, Москва, Наука, 1965, 296 с.
2. Роr Р.Т., Kraan W.H., Rekveldt M. Th., Nucl. Instr. Meth. A. 1994. V. 339. P. 550.
Claims (1)
- Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой, включающий измерение в недеполяризующем нейтроны магнитном поле соответствующих четырем поляризационным состояниям нейтронов четырех интенсивностей пропускания нейтронов через магнитное поле и четырех интенсивностей отражения нейтронов от калибровочной структуры, отличающийся тем, что дополнительно измеряют в деполяризующем нейтроны магнитном поле четыре интенсивности пропускания поляризованных нейтронов через магнитное поле и четыре интенсивности отражения нейтронов от исследуемой структуры, из измеренных интенсивностей нейтронов в недеполяризующем и деполяризующем магнитных полях определяют соответствующие спиновым переходам нейтронов четыре коэффициента отражения нейтронов от исследуемой структуры в деполяризующем нейтроны магнитном поле, из коэффициентов отражения нейтронов определяют пространственные профили ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия нейтронов со слоистой структурой в деполяризующем магнитном поле.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119545A RU2669543C1 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119545A RU2669543C1 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669543C1 true RU2669543C1 (ru) | 2018-10-11 |
Family
ID=63862261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119545A RU2669543C1 (ru) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669543C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1091096A1 (ru) * | 1983-01-06 | 1984-05-07 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ измерени среднего значени напр женности магнитного пол |
| JPS61204510A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-10 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | 中性子を利用した管内付着物層厚の測定方法 |
| SU1505206A1 (ru) * | 1987-09-01 | 1990-11-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ измерени магнитной индукции в ферромагнетике |
| SU1498245A1 (ru) * | 1987-07-15 | 1990-11-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ определени пространственной структуры крупномасштабных неоднородностей надатомных размеров конденсированного состо ни вещества |
| RU2444727C1 (ru) * | 2010-11-17 | 2012-03-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ определения пространственного распределения намагниченности нанослоя |
-
2017
- 2017-06-05 RU RU2017119545A patent/RU2669543C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1091096A1 (ru) * | 1983-01-06 | 1984-05-07 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ измерени среднего значени напр женности магнитного пол |
| JPS61204510A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-10 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | 中性子を利用した管内付着物層厚の測定方法 |
| SU1498245A1 (ru) * | 1987-07-15 | 1990-11-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ определени пространственной структуры крупномасштабных неоднородностей надатомных размеров конденсированного состо ни вещества |
| SU1505206A1 (ru) * | 1987-09-01 | 1990-11-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ измерени магнитной индукции в ферромагнетике |
| RU2444727C1 (ru) * | 2010-11-17 | 2012-03-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ определения пространственного распределения намагниченности нанослоя |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Роr Р.Т., Kraan W.H., Rekveldt M. Th., Nucl. Instr. Meth. A., 1994, V. 339, P. 550. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sekiguchi et al. | Time-domain measurement of current-induced spin wave dynamics | |
| US11340180B2 (en) | Method for nuclear magnetic resonance diffusion measurements | |
| Rekveldt | Novel SANS instrument using neutron spin echo | |
| US9846134B2 (en) | Spinwave based nondestructive material, structure, component, or device testing tools | |
| Gubitosi et al. | Including birefringence into time evolution of CMB: current and future constraints | |
| US11243276B2 (en) | Magnetometer based on spin wave interferometer | |
| Major et al. | Combining of neutron spin echo and reflectivity: a new technique for probing surface and interface order | |
| Lozano-Negro et al. | Ergodicity breaking in an incommensurate system observed by OTOCs and loschmidt echoes: From quantum diffusion to sub-diffusion | |
| RU2669543C1 (ru) | Способ определения пространственных профилей ядерного и магнитного потенциалов взаимодействия поляризованных нейтронов со слоистой структурой | |
| WO2017119237A1 (ja) | 磁気光学測定方法および磁気光学測定装置 | |
| Persico et al. | Time-domain reflectometry: Current uses and new possibilities | |
| De Chiara et al. | Detection of entanglement in ultracold lattice gases | |
| Saerbeck et al. | Specular and off-specular polarized neutron reflectometry of canted magnetic domains in loose spin coupled CuMn/Co multilayers | |
| Kusmin et al. | Feasibility and applications of the spin-echo modulation option for a small angle neutron scattering instrument at the European Spallation Source | |
| CN108254588B (zh) | 核磁共振测量流体流速的方法与装置 | |
| Chase | Microwave-Modulated Fluorescence in Ca F 2: Eu 2+ | |
| Ushakov et al. | Geomagnetic field NMR relaxometer to monitor the working substance, sensor and electronics of the POS-1 Overhauser magnetometer | |
| Hicks | Magnetic Inhomogeneities | |
| Winkler et al. | Internal magnetic gradient fields in glass bead packs from numerical simulations and constant time diffusion spin echo measurements | |
| Hayashida et al. | A new MIEZE technique for investigating relaxation of magnetic nanoparticles | |
| Chen et al. | Neutron path length correction of a 3He spin filter | |
| Toperverg et al. | Use of the optical theorem in polarized neutron small angle scattering from ferrofluid | |
| Chubova et al. | Method of analysis of neutron polarization using noncentrosymmetric cubic helicoidal magnets | |
| Fan et al. | Magnetic tunnel junction-based on-chip microwave phase and spectrum analyzer | |
| Liu et al. | Research on methods for weak signal detection of atomic magnetometers |