Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
П. п, являютсн иаиб, высококачеств. и универсальными поляризаторами для работы в широкой области спектра и в мощных пучках излучеипя.
Лит..* Ul е рклифф У., Поляриаованный сеет, пер. с англ., М., 1965; Крылова Т. H., Интерференционные покрытия, Л.. 1973. В. С. Запасский.
ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ в ядерных реакциях и при рассеянии элементарных частиц — зависимость сечения взаимодействия частиц от взаимной ориентации их спи-иов и импульсов. Зависимость взаимодействия заряж. частиц от ориентации их орбитального и спинового моментов хорошо известна в квантовой электродинамике. Воздействие магн. поля от орбитального движения электрона иа его собств. магн. момент (спин-орби-тальное взаимодействие) приводит к тонкому расщеплению ат. уровней (тонкая структура), а взаимодействие собств. магн. моментов ядра и электронов (спии-сшшовое взаимодействие) наблюдается как сверхтонкое расщепление, напр, различие уровней 8S1 и tS0 в атоме водорода возникает из-за разл. магн. взаимодействия протона и электрона с параллельными и антипара л лельиыми спинами (CM. Сверхтонкая структура, Сверхтонкое взаимодействие). Аналогичные особенности присущи сильным взаимодействиям и слабым взаимодействиям.
Простейшим примером служит ие релятивистское рассеяние частицы со спином s = V2 (иапр., нуклона) на бесспиновой частице, иапр. на ядре с нулевым спином / = 0. Процесс рассеяния полностью описывается амплитудой рассеяния /, к-рая в данном случае является спиновой матрицей (a,P — ± V2)- Спии-орби-тальиое взаимодействие приводит к зависимости амплитуды рассеяния от спинов. Прн заданном (полу-целом) значении полного угл. момента системы / орбитальный момент может принимать ¦ 2 значения
I — І ± 1Z2, отвечающие разл. чётности. Поэтому из сохранения ; и чётности следует сохранение абс. значения I, т. е. оператора Р. Единственным действующим на спины инвариантным оператором, коммутирующим с Iі, является оператор si или пропорциональный ему оператор jv (V — единичный псевдовектор нормали к плоскости рассеяния: v || {ия'1, где и и я' — единичные векторы в направлении падающего и рассеянного пучков). Поэтому общий вид оператора амплитуды рассеяния в рассматриваемом случае [1]:
f—A-\-28vs,
(1)
где амплитуды А и В не зависит от спинов, Дифференц. сечение рассеяния частицы do^/dCl иа состояния о
I
к
Проекцией спина а в состояние с прбекцией слипа P определяется величиной I /аР |а. Обычно важно сечение рассеяния, просуммированное по конечным к усред-явйное по начальным проекциям спина. Для такой ве-дпины из (1) следует:
= TS l/J*=MI,+|B|,+2Re(-4B*)vP, (2)
где исевдовектор поляризации падающего пучка 9 = 2» \t — ср. сппн в иач. состоянии). Эта величина приобретает ясный смысл, если ось квантования направлена по V. Тогда
Здесь N± — число частиц со спином по направленяю
V в против. Благодаря множителю v5* в ф-ле (2) сечение рассеяния зависит ие только от полярного угла 0, но п от азимутального угла ф между векторами и ни'. Поляризация рассеянных частпц может быть вычисле-ва Ho ф-ле
,3)
аЗ ар
Для неполярпзованного пучка (5* — 0)
P- 2Re^g*)— v; (-jM (4)
И1г+|В|* V dQ )о ' * 1 1 v ’
Т. Ом ИЗ (2) получается
<5>
Из (4) видно, что при наличии спин-орбитального взаимодействия (В ^ 0) иеполяризов. пучок после рассеяния приобретает поляризацию, направленную перпендикулярно плоскости рассеяния.
Величину иаз. анализирующей способность ю мишени А. Если поляризац. свойства .,ядер мишеии известны, т. е. известно А, то, измеряя асийметрич. рассеяние налево и направо на этом ядре, можно определить степень поляризации пучка бомбардирующих частиц. В свою очередь пучки полярязов. частиц могут быть получены в результате рассеяния Juin ядериых реакций. Выражение (2) для рассеиваемых частиц со спином 1Z2 справедливо для мишени с произвольным спином, если она иеполяризована.
В общем случае, когда спии рассеиваемой частицы больше Va или спин мишени отличен от 0, для описания поляризации пучка и аиализнрующей способности ми-шенв требуется большее число параметров. В случае спвва 1 возможны 3 значения проекции спина (+1« О, —1), и для описания состояния пучка помимо поляризации необходимо знание выстроеииости UjHnta по спину, т. е. величины
(tf++AL-2JV0)/(rt+4-AL+fl0).
Поляризация рассеянных частиц в этом случае определяется ие одной, как в случае s = Vb > а неск. поляризующими способностями.
В случае,, когда частицы пучка и мишеин поляризованы, дли описания эфф. сечении необходимо, кроме ана-
- дввврующей способности, использовать т. н. коэф. корреляции с п и и о в. В то время как аналнзн-ДОМНцие способности описывают чувствительность рас-сеяния или ядерной реакции к состоянию поляризации пучка или мишеии, коэф. корреляции описывают их чувствительность к параметрам, характеризующим корреляцию спинов пучка и мишени.
* Все рассмотренные выше величины, характеризующие зависимость от спинов характеристик ядерной реакции,— поляризация продуктов реакции, анализирую-
щая способность мишени, коэф. корреляции спииов — могут быть определены экспериментально. Их наз. поляризационными наблюдаемыми. Измерение всех поляризац. наблюдаемых иаз. полным опытом.
