Сцинтилляционные детекторы комптоновских поляриметров для измерения поляризационных состояний аннигиляционных фотонов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматриваются конструкция и параметры сцинтилляционных детекторов комптоновских поляриметров для измерения фотонов, образующихся при аннигиляции электрон-позитронных пар в покое. Обсуждаемая установка позволяет измерять и сравнивать поляризационные корреляции рассеянных аннигиляционных фотонов в двух (запутанном и декогерентном) квантовых состояниях. Приводятся амплитудные параметры рассеивателей и детекторов рассеянных фотонов, полученные из предварительных тестов данных детекторов с помощью радиоактивных гамма-источников, а также в процессе набора экспериментальных данных. Показана возможность измерять и сравнивать поляризационные корреляции рассеянных аннигиляционных фотонов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Баранов

Институт ядерных исследований Российской академии наук; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: baranov@inr.ru
Россия, 108840, Москва, Троицк, ул. Физическая, 27; 115409, Москва, Каширское шоссе, 31

А. П. Ивашкин

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Email: baranov@inr.ru
Россия, 108840, Москва, Троицк, ул. Физическая, 27

С. А. Мусин

Институт ядерных исследований Российской академии наук; Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет)

Email: baranov@inr.ru
Россия, 108840, Москва, Троицк, ул. Физическая, 27; 141701, Долгопрудный, Московская обл., Институтский пер., 9

Г. Х. Салахутдинов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: baranov@inr.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское шоссе, 31

А. О. Стрижак

Институт ядерных исследований Российской академии наук; Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет)

Email: baranov@inr.ru
Россия, 108840, Москва, Троицк, ул. Физическая, 27; 141701, Долгопрудный, Московская обл., Институтский пер., 9

Список литературы

  1. Bohm D., Aharonov Y. // Phys. Rev. 1957. V. 108. P. 1070. https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.1070
  2. Langhoff H. // Z. Physik. 1960. V. 160. P. 186. https://doi.org/10.1007/bf01336980
  3. Kasday L.R., Ullman J., Wu C.S. // Nuovo Cim. 1975. V. 25. P. 633. https://doi.org/10.1007/bf02724742
  4. Hiesmayr B., Moskal P. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 8166. https://doi.org/10.1038/s41598-019-44570-z
  5. Abdurashitov D., Baranov A., Borisenko D., Guber F., Ivashkin A., Morozov S., Musin S., Strizhak A., Tkachev I., Volkov V., Zhuikov B. // JINST. 2022. V. 17. P. 03010. https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/03/P03010
  6. Ivashkin A., Abdurashitov D., Baranov A., Guber F., Morozov S., Musin S., Strizhak A., Tkachev I. // Sci. Rep. 2023. V. 13. P. 7559. https://doi.org/10.1038/s41598-023-34767-8
  7. Zhuikov B.L., Kokhanyuk V.M., Konyakhin N.A., Vincent J. // Nucl. Instrum. and Methods. 1999. V. 438. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00672-5
  8. AFI electronics webpage, https://afi.jinr.ru.
  9. Agostinelli S., Allison J., Amako K., Apostolakis J., Araujo H., Arce P., Asai M., Axen D., Banerjee S., Barrand G., Behner F., Bellagamba L., Boudreau J., Broglia L., Brunengo A. // Nucl. Instrum. and Methods. 2003. V. 506. P. 250. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
  10. Yu H., Xiangyu M., Shumin Y., Jun Z., Xiangjun Z., Renzhong T. // Nucl. Instrum. and Methods. 2022. V. 1032. P. 166653. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.166653

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема двухплечевой экспериментальной установки, состоящей из комптоновских поляриметров (а), и фото установки (б).

Скачать (217KB)
3. Рис. 2. Фото компонентов детектора рассеянных фотонов (а) и фото промежуточного рассеивателя из GAGG-сцинтиллятора и матрицы кремниевых фотоумножителей (б).

Скачать (161KB)
4. Рис. 3. Энергетический спектр электронов отдачи в основном рассеивателе при комптоновском рассеянии аннигиляционных фотонов. Черная линия – события со всеми возможными углами рассеяния. Красная линия – события с зарегистрированными рассеянными фотонами в NaI(Tl)-детекторах.

Скачать (232KB)
5. Рис. 4. Амплитудный спектр в NaI(Tl)-детекторе при его облучении гамма-источником 22Na (а) и энергетический спектр рассеянных и зарегистрированных NaI(Tl)-детектором аннигиляционных фотонов (б). Экспериментальный спектр показан синим цветом, расчетный – красным.

Скачать (346KB)
6. Рис. 5. Амплитудные спектры в промежуточном GAGG-рассеивателе, полученные при облучении детектора различными гамма-источниками: а – спектры для источников 241Am (синяя линия) и 57Co (черная линия), б – спектр для источника 137Cs.

7. Рис. 6. Амплитудный спектр в GAGG-детекторе для гамма-источника 22Na (а) и зависимость энергетического разрешения GAGG-детектора от энергии, выделенной в сцинтилляторе (б).

8. Рис. 7. Энергетический спектр в промежуточном GAGG-рассеивателе без требования регистрации рассеянного фотона в NaI(Tl) (а) и при условии регистрации рассеянного фотона NaI(Tl)-счетчиком (б).

Скачать (292KB)

© Российская академия наук, 2024