Турбинный эффект в эксперименте с хранением ультрахолодных нейтронов

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

При взаимодействии ультрахолодных нейтронов с движущимися поверхностями может происходить изменение их энергии (так называемый турбинный эффект). При этом возможно как увеличение, так и уменьшение энергии нейтронов. В предыдущих экспериментах с захватом ультрахолодных нейтронов в гравитационную ловушку при помощи ее поворота она изготавливалась так, чтобы иметь форму тела вращения, что делалось специально для избежания турбинного эффекта. В данной работе рассмотрен эксперимент с поворотной гравитационной ловушкой, не имеющей форму тела вращения. Методом Монте-Карло проведено моделирование турбинного эффекта на разных стадиях эксперимента. Вычислена трансформация нейтронного спектра с течением времени в зависимости от скорости поворота ловушки. Рассмотрена возможная систематическая ошибка в результате измерения времени жизни нейтрона из-за влияния турбинного эффекта. Получены параметры эксперимента, при которых она отсутствует.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

А. Фомин

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: fomin_ak@pnpi.nrcki.ru
Ресей, 188300, Гатчина Ленинградской обл., мкр. Орлова Роща, 1

A. Серебров

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: fomin_ak@pnpi.nrcki.ru
Ресей, 188300, Гатчина Ленинградской обл., мкр. Орлова Роща, 1

Әдебиет тізімі

  1. Antonov A.V., Vul’ D.E., Kazarnovskii M.V. // JETP Lett. 1969. V. 9. P. 180.
  2. Steyerl A., Nagel H., Schreiber F.-X., Steinhauser K.-A., Gähler R., Gläser W., Ageron P., Astruc J.M., Drexel W., Gervais G., Mampe W. // Phys. Lett. A. 1986. V. 116. P. 347. https://doi.org/10.1016/0375-9601(86)90587-6
  3. Andreev A.Z., Glushkov A.G., Geltenbort P., Ezhov V.F., Knyaz’kov V.A., Krygin G.B., Ryabov V.L. // Tech. Phys. Lett. 2013. V. 39. P. 370. https://doi.org/10.1134/S1063785013040159
  4. Fomin A.K., Serebrov A.P. // JETP Lett. 2010. V. 92. P. 40. https://doi.org/10.1134/S0021364010130084
  5. Serebrov A., Varlamov V., Kharitonov A. et al. // Phys. Lett. B. 2005. V. 605. P. 72. https://doi.org/10.1016/j.physletb.2004.11.013
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. Клюшников Г.Н., Серебров А.П. // ЖЭТФ. 2023. Т. 164. В. 3(9). С. 1.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Calculation scheme of the experimental setup: 1 – UCN trap, 2 – vacuum volume, 3 – neutron guide for UCN release from the trap, 4 – gate of the neutron guide for UCN release, 5 – UCN detector, 6 – neutron guide for filling the trap with ultracold neutrons, 7 – gate of the neutron guide for filling UCN.

Жүктеу (172KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Timing diagram of the rotation angle of the trap with a holding time of 300 s.

Жүктеу (222KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. UCN spectrum at different moments of time: 1 – 650 s, 2 – 700 s, 3 – 1000 s, 4 – when registered on the detector. The energy is counted from the bottom of the trap in a horizontal position (θtrap = 0).

Жүктеу (219KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Relative change in UCN energy depending on the collision location for the following processes: a – capture before monitoring, b – capture after monitoring, c – release to the detector after retention. The dashed line shows the trap position in the horizontal position (θtrap = 0). Different scales are determined by different numbers of UCN collisions with the walls at different stages of the experiment.

Жүктеу (288KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Results of modeling measurements with different monitoring angles: a – 2.5, b – 5, c – 7.5, d – 10. On the left is the time diagram for different retention times, when the trap rotation time by 180 is 90 s: 1 – short retention time, 2 – long. On the right is the corresponding neutron spectrum when registered on the detector after a short retention time with the following trap rotation times by 180°: 1 – 90 s, 2 – 135 s, 3 – 180 s.

Жүктеу (764KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Dependence of the number of neutrons in the drain after a short holding time on the monitoring angle. The time for turning the trap by 180° is 90 s.

Жүктеу (164KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Dependence of the correction to the neutron lifetime measurement result on the monitoring angle. The time for turning the trap by 180° is 90 s.

Жүктеу (166KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Dependence of the correction to the neutron lifetime measurement result on the time of trap rotation by 180°. Monitoring angle 7.5°.

Жүктеу (153KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».