Позиционно-чувствительный магнитометрический детектор для поиска магнито-заряженных частиц

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU <11) 1511 4 G 01 R 33/035

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3726733/24-21 (22) 16.04.84 (46) 07.03 ° 86.Бюл. 11 9 (72) Е. Н.Ардашев, В. Н. Белокуров, Д. Н. Кострикова, В.Х. Маляев, В.А.Монич и Г.И.Селиванов (53) 621.317.44(088.8) (56) Gabrera В. Proceedings of the

14-th Int.Conf Low Temperature Physics. Edited by M.Krusins М.Vuoro.

1975, v.4, р.270.

Proceedings of 10th SLAG Summer

Institute ou Particle Physics.Slac

Report N 259 Edited Ъу Moshes.

В.Cabrera, August 1982, р.631. (54) (57) ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР ДЛЯ

ПОИСКА МАГНИТОЗАРЯЖЕН%1Х ЧАСТИЦ, содержащий коаксиально расположенные ферромагнитный экран, гелиевый криостат и сверхпроводящий экран, находящийся в гелиевой ванне криостата, а также помещенные внутрь сверхпроводящего экрана в гелиевую ванну криостата приемный сверхпроводящий контур, индуктивно связанный со

СКВИДом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены один или несколько магнитометрических датчиков, размещенных в гелиевой ванне криостата внутри сверхпроводящего экрана и представляющих собой систему из сверхпроводящих приемных контуров, каждый из которых индуктивно связан с соответствующим СКВИДом,причем сверхпроводящие приемные контуры имеют прямо" угольную форму и размещены рядами так, что каждый ряд лежит в одной плоскости и продольные оси контуров ряда взаимно параллельны, а два таких ряда, расположенные один под другим, образуют плоскую матрицу такую, что проекции продольных осей контуров, лежащих в одном из рядов матриц, на плоскость второго ряда

6 перпендикулярны продольным осям контуров, лежащих во втором ряду, при этом магнитометрический датчик обраэован двумя или более такимиматрицами, расположенными одна под другой.

1216737

Изобретение относится к сверхгровоцниковым магнитометрическим приборам„ в частности к сверхпровоцниковым квантовым мягнитометрям, служащим дпл поиска мягнитозаряженных частиц.

Целью иэооретения является расширение функциональных BQзмО KHQc тей путем обеспечения позиционной чувствительности магнитометрического детекторе; ля поиска магнитозаряженных частиц, достигаемое применением пространственной структуры, состояЩЕИ Из РД>ИНИЧЩ> >- >(Я т чHIIQB >, QI IIH I На.

ГО ПОЛЯ, На фиг,1 представлен поэиционно-" чувствительный магнитометрический детектор„ общий вид; на фиг.2 — схема матрицы, образованная сверхпроводящими приемными контурами и сверхпровадящими квантовыми интерферометрями (СКВИДями); ня фиг.3 — соответственнс> взаиморасположение приемных сверхпроводящих контуров.

Позиционно-чувстьительный магнитометрический детектор содержит гелиевый криостят 1, систему магнитных экранов, включающую ферромагнитный экран 2 и сверхпроводящий экран " магнитометрический датчик

А ипи несколько таких датчиков -1„

4-2 и расположенную вне экранируемого рабоч ->го объема электронную систему Опроса и обработки данных

1 не показана) . Каждый из магнитометрических датчиков 4,4-1,4-2 содеожит дв". :Или более матрицы 5 (фиг:2j, расположенные одна. под другой= Матрицы 5 образованы СКВИДами

6 и индуктивно сBязанными с ними сверхпроводящими при>емньпни контура"" ми 7,7-1,7-2. Для подавления фоновых сигналов или улучшения пространственного разрешения магнитометриче(КОГО датчика каждыи из приемных КОн Г >>ров / 7 1 / 2а может быть разбит на несколько связанных с одним СКВИДам контуров меньших разме.—

РОВ,, Сверхправодящие приемные контуры 7-1,7--2,7-3,7-Р имеют прямоугольную форму и размещены рядами -,àê, что каждый ряд лежит в одной плоскости и продольные оси контуров ряда взаимно параллельны; матрица 5 содержит два или более таких рядов, расположенных один под другим9 причем проекции продольных осей контуров 7 — 1,7-2,7-3,7-P лежащих в одном из рядов матрицы 5 на плоскость второго ряда, перпендикулярны продольным осям контуров, лежащих во

",0

1с, втором ряду, Устройства работает следующим образом, Каждый СКВИД 6, связанный индуктHBHQ со своим сверхпроводящим приемным контуром 7-1,7-2„7-3,7-F, является чувствительным элементом детектора в целом. Каждый чувствительный элемент регистрирует изменение магнитного потока в своем приемном сверхпроводящем контуре с точностью до О,1 У . Прохождение частицы с маг0 сигнал, кратныи (29 1х К. Другую координату дает соответствующий эленитным зарядом q q через любой о сверхпроводящий приемный контур

7-1, 7-2, 7-3, 7-F вызывает изменение

И магнитного потока в контуре ня(291х о х К (где К вЂ” число витков приемного контура) . Поэтому измеренный сигнал, кратный(2 Щ ) х К, свидетель< вует об обнаружении магнитозяряженной частицы, Однако этот сигнал может оказаться и случайным, фановым. Для того, чтобы отличить сигнал, вызванный магнитозаряженной частицей, от случайного, фонового

- -О конструкция и взаимное расположение сверхпроводяших приемных контуров 7 — 1,7-2,7-3,7- F и их пространственное размещение (фиг.3) выбраны такими, что вместе они позволяют

>-:.-змерить координаты Х,Y,Z нескольких точек траектории частицы и таким образом показать, чта сигналы обусловлены именна прохождением частицы, а не случайным событием, .1О которое привело бы к срабатыванию или всех элементов матрицы или элементов, не лежащих на одной прямой.

Съем информации со СКВИДов обеспечивается последовательным опросом с помощью вычислительной машины, -.-.апример, типа CN-4.

Каждая матрица 5 позволяет найти:Be координаты Х и Y траектории магнитозаряженной частицы, прошед5g шей через нее, Одна из координат определяется после опроса элементов ряда, образованного сверхпроводящими приемными контурами (фиг.За), лежащими в верхней плоскости мату рицы 5 по месту положения сверхпроводящего контура, в котором наведен мент ряда, расположенного в нижней плоскости матрицы (фиг.Зб). Место пролета магнитозаряженной частицы фиксируется благодаря расположению контуров крест на крест (в проекции на одну из плоскостей матрицы 5) по совпадению сигналов от элемента верхнего ряда и элемента нижнего ряда.

Несколько матриц 5, установленных одна под другой в охлажденном и экранируемом. объеме криостата, составляют один иэ позиционно-чувствитель1

216737 4 ных датчиков 4-1,4-2,4-3, каждый иэ которых помогает измерйть соответственно три координаты X,Y,Z несколь ких точек траектории искомой части5

Такая конструкция дает возможность достичь позиционной чувствительности, чего ранее в магнитометрических детекторах для поиска магнитоэаря10 женных частиц не было. Это позволяет улучшить магнитометрический детектор как физический прибор.

1216737 д g m e ц — ««м Ьве 5

Ф

Ф в е а «а юаавмяа ь

Составитель В.Шульгин

Редактор Г. Волкова Техред О.Ващишина:. Корректор И. Эрдейи

Заказ 1010/56 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ITiIIT "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4