Polarized target
ધ્રુવીકૃત લક્ષ્યાંકોનો ઉપયોગ સ્કેટરિંગ પ્રયોગોમાં નિશ્ચિત લક્ષ્યાંકો તરીકે થાય છે. ઉચ્ચ ઊર્જા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં તેનો ઉપયોગ પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અથવા ડ્યુટેરોન જેવા સરળ ન્યુક્લિયોનની ન્યુક્લિયોન સ્પિન રચનાનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે. ઊંડા અસ્થિર સ્કેટરિંગમાં હેડ્રોન માળખું ઇલેક્ટ્રોન, મ્યુઓન અથવા ન્યુટ્રિનો સાથે તપાસવામાં આવે છે. ધ્રુવીકૃત ઉચ્ચ ઊર્જા મ્યુઓન બીમનો ઉપયોગ કરીને, ઉદાહરણ તરીકે, ધ્રુવીકૃત ન્યુક્લિયનો સાથેના નિશ્ચિત લક્ષ્ય પર માળખાના કાર્યોના સ્પિન આધારિત ભાગની તપાસ કરવી શક્ય છે. સરળ પાર્ટન મોડેલમાં ન્યુક્લિયોનમાં ક્વોર્ક અને ગ્લુઓન હોય છે અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ક્વોન્ટમ ક્રોમોડાયનેમિક્સ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. નિશ્ચિત લક્ષ્યોની વૈકલ્પિક પદ્ધતિ એ છે કે બે ટકરાતા ધ્રુવીકૃત બીમનો ઉપયોગ કરવો. આ ક્ષેત્રમાં ઘણી સંસ્થાઓ અને પ્રયોગશાળાઓ કામ કરે છે. "ધ્રુવીકૃત સ્ત્રોતો, લક્ષ્યો અને ધ્રુવીય માપન" પર આંતરરાષ્ટ્રીય વર્કશોપ દર બે વર્ષે યોજાય છે. નક્કર લક્ષ્યોમાં પરમાણુ સ્પિન ગતિશીલ પરમાણુ ધ્રુવીકરણ પદ્ધતિ સાથે ધ્રુવીકૃત થાય છે જે સામાન્ય રીતે 2.5 અથવા 5 ટી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં હોય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રવાહી હિલીયમથી ભરેલા સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબકથી પેદા કરી શકાય છે. વધુ પરંપરાગત આયર્ન ચુંબકને તેમના મોટા દળ અને ઉત્પાદિત કણો માટે મર્યાદિત ભૌમિતિક સ્વીકૃતિને કારણે પસંદ કરવામાં આવતા નથી. પ્રયોગ દરમિયાન લક્ષ્ય ધ્રુવીકરણ પરમાણુ ચુંબકીય પ્રતિધ્વનિ પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સંકલિત ઉન્નત એન. એમ. આર.-સંકેતોની સરખામણી 1 કેલ્વિનની આસપાસ જાણીતા કેલિબ્રેશન તાપમાન પર સુપરફ્લુઇડ હિલીયમ-4 બાથમાં લેવામાં આવેલા સંકેતો સાથે કરવામાં આવે છે, જ્યાં સ્પિન ચુંબકત્વ ક્યુરી કાયદાને અનુસરે છે અને બ્રિલોઇન કાર્યનો ઉપયોગ કરીને તાપમાનમાંથી પરમાણુ ધ્રુવીકરણની ગણતરી કરી શકાય છે. ધ્રુવીકરણ દરમિયાન માઇક્રોવેવ જનરેટરનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ આવર્તન (2.5 ટી ક્ષેત્રમાં આશરે 70 ગીગાહર્ટ્ઝ) ની નજીક લક્ષ્ય સામગ્રીમાં પેરામેગ્નેટિક કેન્દ્રોને પંપ કરવા માટે થાય છે. હિલીયમ-3 ગેસ લક્ષ્યોમાં ઓપ્ટિકલ પંપિંગનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોનનું ધ્રુવીકરણ કરવા માટે થાય છે. સ્થિર સ્પિન લક્ષ્યાંકોમાં લાંબા ડેટા લેવાના સમયગાળા માટે (સૌથી વધુ શક્ય સંકલિત તેજસ્વીતા માટે) ધ્રુવીકરણને જાળવવા અને યોગ્યતાના શ્રેષ્ઠ આંકડા માટે મહત્તમ પરમાણુ ધ્રુવીકરણ સુધી પહોંચવા માટે નીચા તાપમાનની જરૂર પડે છે. સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ઠંડક શક્તિ ધરાવતા મંદન રેફ્રિજરેટરનો ઉપયોગ ધ્રુવીકરણ દરમિયાન 300 એમ. કે. થી નીચે અને સ્થિર સ્પિન સ્થિતિમાં 50 એમ. કે. થી નીચે તાપમાન સુધી પહોંચવા માટે થાય છે. લક્ષ્ય સામગ્રીમાં પેરામેગ્નેટિક કેન્દ્રોને જાળવવા માટે તેને હંમેશા ક્રાયોજેનિક તાપમાન પર સામાન્ય રીતે 100 કેલ્વિનથી નીચે રાખવું પડે છે. આ કારણોસર પ્રવાહી નાઇટ્રોજન સ્નાનમાંથી લક્ષ્ય સામગ્રીને સીધા હિલીયમ-3/4 મિશ્રણ ચેમ્બરમાં લોડ કરવાની સંભાવના સાથે એક આડી મંદન ક્રાયોસ્ટેટ જરૂરી છે. જ્યારે બીમ લક્ષ્ય સામગ્રી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવી જોઈએ લક્ષ્ય બાંધકામ સામગ્રીમાંથી સ્કેટરિંગ ઇચ્છિત નથી. આ કિરણોત્સર્ગની લંબાઈના સંદર્ભમાં નાના સામગ્રી બજેટની વધારાની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે. આવતા બીમ અને સ્કેટરિંગ ઉત્પાદનોના પ્રદેશમાં આ કારણોસર પાતળા અને ઓછી ઘનતા ધરાવતી બાંધકામ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સારી ધ્રુવીકૃત લક્ષ્ય સામગ્રીના ગુણધર્મોમાં ન્યુક્લિયનોની કુલ માત્રાની સરખામણીમાં ધ્રુવીકૃત ન્યુક્લિયનોની ઊંચી સંખ્યા, ઉચ્ચ ધ્રુવીકરણ ડિગ્રી, ટૂંકા ધ્રુવીકરણ નિર્માણનો સમય, સ્થિર સ્પિન મોડમાં ધીમો ધ્રુવીકરણ નુકશાન દર, કિરણોત્સર્ગ નુકસાન સામે સારો પ્રતિકાર અને લક્ષ્ય સામગ્રીનું સરળ સંચાલન છે. ગતિશીલ પરમાણુ ધ્રુવીકરણ માટે સામગ્રીને મુક્ત રેડિકલ સાથે ડોપ કરવી પડે છે. બે જુદી જુદી રીતો સામાન્ય છેઃ મુક્ત રેડિકલ સાથે મિશ્રણ કરીને રાસાયણિક ડોપિંગ અને સઘન ઇલેક્ટ્રોન બીમમાં ઇરેડિયેશન દ્વારા એફ-કેન્દ્રોની રચના. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી લક્ષ્ય સામગ્રી બ્યુટેનોલ, એમોનિયા, લિથિયમ હાઇડ્રાઇડ્સ અને તેમના ડ્યુટેરેટેડ સમકક્ષો છે. એક ખૂબ જ રસપ્રદ સામગ્રી હાઇડ્રોજન ડ્યુટેરાઇડ છે, કારણ કે તેમાં ધ્રુવીકરણ કરી શકાય તેવા ન્યુક્લિયનોની મહત્તમ સામગ્રી છે. સંપૂર્ણ ડ્યુટેરેટેડ પેન્ટેસીન ગેસ્ટ મોલેક્યુલ્સની ઓપ્ટિકલી એક્સાઇટેડ ટ્રીપ્લેટ સ્થિતિઓનો ઉપયોગ કરીને મોટા નેપ્થલીન સિંગલ ક્રિસ્ટલમાં ઉચ્ચ પ્રોટોન ધ્રુવીકરણ સુધી પહોંચી શકાય છે. 100 કેલ્વિનની આસપાસ તાપમાન અને 0.3 ટી. ના ચુંબકીય ક્ષેત્ર પર હાયપરપોલરાઇઝ્ડ કાર્બન-13નો અભ્યાસ તબીબી ઇમેજિંગ કાર્યક્રમો માટે કરવામાં આવ્યો છે સંદર્ભો CERN કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર ખાતે બાહ્ય કડીઓ COMPASS પ્રયોગ