中性子スピン干渉による多重連結量子井戸中の定在波生成所時間に関する研究

中子自旋干涉多耦合量子阱驻波产生时间研究

基本信息

批准号：
15740181
负责人：
日野正裕
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

多重連結量子井戸は、静磁場では↑スピンは多重の量子井戸、↓スピンは一つのポテンシャルのみを感じるFabry-Perot磁気多層膜を用いて実現する。「膜内の定在波はどのくらいの時間でできるか?」の疑問に対して実験的に答えを得るために、まだ中性子が量子井戸ポテンシャル場にいる間に、ポテンシャルを変動させてやり、そのポテンシャル場を透過した中性子のスピンプリセッションを測定する。Fabry-Perot磁気多層膜を透過するラーモア歳差回転中性子の回転角は井戸の数が増加するに従って比例的に増えるが、その透過確率は適当な層数(10層程度)以上はほとんど変化しない。Fabry-Perot磁気多層膜内に束縛される中性子の時間は、ラーモア歳差角から計算すると、2μsec程度までは実現可能となる。1MHzでポテンシャルを変化させれば、Fabry-Perot膜内に一気に(つまり1μsecより小さい時間で)定在波ができるのか、それとも、↑↓位相差で計算されるような時間スケールで、つまり各量子井戸ごと進むごとに定在波ができているのが分かる。そこで、イオンビームスパッタ法を用いて、MHzオーダーでかっ低磁場で機能するFabry-Perot磁気多層膜の実現を背景に、高性能な中性子偏極モノクロメータ開発した(Physica B 350)。またこの偏極ミラー開発の過程で、世界最高性能のNiC/Tiスーパーミラー(Nucl.Instr.Meth.Phys.Res.A.529)やNiC/Ti多層膜モノクロメータ(Physica B 350)の実現にも成功した。次にMHzの振動外場磁場の開発を行った。中性子によるMHzの振動を確認するために、高周波共鳴スピンフリッパーの開発を行い、0.1μsecの時間分解能で中性子を検出可能な、2次元の位置検出型高速中性子計測を冷中性子スピン干渉計に導入し、磁気シールドによるスピン干渉計の高性能化もテストした。これらは、共鳴中性子スピンエコー装置の試作器開発に役立ち、共鳴スピンエコー法における位相補正のシミュレーション(Nucl.Instr.Meth.Phys.Res.A.529)やパルス源における世界初の共鳴中性子スピンエコー法の実証実験に貢献した。

使用Fabry-Perot磁性多层膜在静态磁场中实现了多连接的量子井，而↑自旋是多量子孔，并且↓自旋是Fabry-Perot磁性多层膜，仅感知一个电位。为了对“制造膜内的常驻波能够多长时间？”获得实验答案，我们在中子仍在量子井潜力领域中更改潜力，并测量通过该潜在领域传播的中子的自旋进度。通过Fabry-Perot磁性多层膜的Larmor进动中子的旋转角会随着井数的增加而成比例地增加，但是膜的传输概率几乎被合适的层（约10层）不变。可以从Larmor prepession角度计算的Fabry-Perot磁性多层膜中结合的中子的时间可达到约2μsec。如果在1MHz处更改电势，则在Fabry-Perot膜中立即形成全部（即一次小于1μsec），或者可以看出，在相位差↑↓计算得出的时间尺度上形成了站立波，即每个量子良好的进展。因此，我们开发了一种高性能中子极化单色器（Physica B 350），其背景是创建Fabry-Perot磁性多层膜的背景，该膜在MHz的较大的大磁场中起作用（Physica B 350）。在这种两极分化的镜子的开发过程中，我们还成功地实现了世界上最高的NIC/TI Super Mirror（nucl.instr.meth.phys.res.a.529）和NIC/TI多层单色器（Physica B 350）。接下来，我们在MHz开发了一个外部振动场。为了确认由中子引起的MHz振动，我们开发了高频共振自旋脚钳，并引入了二维位置检测高速中子测量，可以检测中子，并以0.1μsec的时间分辨率为0.1μsec，并将其用于冷中子旋转仪，并测试使用旋转型号的旋转型号的表现的改进，以提高旋转型号的范围内中子。这些对于开发谐振中子自旋回波设备的原型有用，并有助于模拟共振自旋回声方法中的相位校正（nucl.instr.meth.meth.phys.res.a.529）和世界上第一个谐音的中子旋转方法的脉冲源中的中子旋转方法的示范实验。