Сцинтилляционные детекторы комптоновских поляриметров для измерения поляризационных состояний аннигиляционных фотонов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Г. Баранов

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

Author for correspondence.
Email: baranov@inr.ru
Russian Federation, 108840, Москва, Троицк, ул. Физическая, 27; 115409, Москва, Каширское шоссе, 31

A. П. Ивашкин

Институт ядерных исследований Российской академии наук

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

A. О. Стрижак

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

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

References

  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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic diagram of a two-arm experimental setup consisting of Compton polarimeters (a) and a photo of the setup (b).

Download (217KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Photo of the components of the scattered photon detector (a) and a photo of the intermediate scatterer made of a GAGG scintillator and a matrix of silicon photomultipliers (b).

Download (161KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Energy spectrum of recoil electrons in the main scatterer for Compton scattering of annihilation photons. Black line – events with all possible scattering angles. Red line – events with registered scattered photons in NaI(Tl) detectors.

Download (232KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Amplitude spectrum in the NaI(Tl) detector when irradiated by a 22Na gamma source (a) and the energy spectrum of scattered and registered annihilation photons by the NaI(Tl) detector (b). The experimental spectrum is shown in blue, the calculated spectrum in red.

Download (346KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Amplitude spectra in the intermediate GAGG scatterer obtained by irradiating the detector with different gamma sources: a – spectra for 241Am (blue line) and 57Co (black line) sources, b – spectrum for 137Cs source.

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Amplitude spectrum in the GAGG detector for the 22Na gamma source (a) and the dependence of the energy resolution of the GAGG detector on the energy released in the scintillator (b).

Download (1MB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Energy spectrum in an intermediate GAGG scatterer without the requirement to register a scattered photon in NaI(Tl) (a) and under the condition of registering a scattered photon by a NaI(Tl) counter (b).

Download (292KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences