Coincidenta si corelatie unghiulara γ-γ In descompunerea pozitronilor

Coincidenta si corelatie unghiulara γ-γ In descompunerea pozitronilor

Experimentul Coincidenta si corelatie unghiulara γ-γ In descompunerea pozitronilor va ofera o privire profunda in lumea fascinanta a descompunerii pozitronilor, permitandu-va sa explorati corelatia spatiala a celor doua cuante γ in anihilarea perechilor electron-pozitron. Conservarea momentului impune emisia celor doua cuante sub un unghi de 180°, iar acest fenomen este demonstrat in mod vizual in cadrul experimentului.

Descriere Experiment:

Experimentul demonstreaza coincidenta spatiala a celor doua cuante γ in anihilarea perechilor electron-pozitron. Conservarea momentului impune emisia celor doua cuante sub un unghi de 180°, iar acest fenomen este vizualizat in experiment. Masurarea selectiva a unui spectru de coincidenta duce la suprimarea liniilor non-correlate.

Detectorii de scintilatie sunt conectati la unitatile MCA si la sursele de alimentare inalta tensiune. Ambele cutii MCA trebuie conectate la acelasi sistem CASSY. Pregatirea este plasata in apropierea unui detector de scintilatie pentru a permite miscarea libera a celui de-al doilea detector, variind astfel unghiul dintre detectorul 1 – pregatire – detectorul 2.

Evaluare:

Spectrul normal Na-22 consta dintr-o linie la 1275 keV si radiatia de anihilare a perechilor la 511 keV. Cele doua cuante de 511 keV sunt corelate in timp si spatiu (emisie sub 180°). Cuantele de 1275 keV sunt corelate in timp cu cele de 511 keV, deoarece intarzierea de 3,7 ps nu poate fi detectata cu aceasta configuratie. Aceasta emisie nu este corelata in spatiu.

In spectrul MCA normal, ambele linii sunt vizibile. La coincidenta de 180°, linia de 511 keV se evidentiaza clar, deoarece celelalte componente ale spectrului (linia de 1275 keV, distributia Compton) sunt corelate doar in timp si nu in spatiu, astfel incat sunt slabite de unghiul solid al celui de-al doilea detector in raport cu linia de 511 keV, care este corelata in spatiu. Astfel, rata absoluta de numarare a liniei de 511 keV scade in functie de probabilitatea de detectie a celui de-al doilea detector.

Daca detectorul este rotit in afara directiei de 180°, linia de 511 keV dispare, in timp ce componentele care nu sunt corelate in spatiu raman neschimbate.

Pentru a arata suprimarea cuantelor care nu sunt corelate in timp, sunt utilizate doua pregatiri simultan. Cs-137 furnizeaza un fundal ne-corelat, care este vizibil doar in masuratorile de coincidenta din cauza coincidentei accidentale, in timp ce este vizibil clar fara masurarea de coincidenta.

Observatie: Fereastra de timp pentru coincidente are o valoare implicita fixa de 4 μs.

Note de Siguranta:

La manipularea pregatirilor radioactive, in afara de regulamentele de protectie impotriva radiatiilor, trebuie respectate si cerintele specifice ale fiecarui stat si regulamentele autoritatilor educationale, cum ar fi in Republica Federala Germania, cel putin Regulamentul de Protectie impotriva Radiatiilor (StrlSchV – Strahlenschutzverordnung) si directivele privind siguranta in timpul lectiilor scolare. Pregatirile utilizate in acest experiment sunt aprobate conform StrlSchV (2001) sau se afla sub limita de exceptie si nu necesita aprobare. Din acest motiv, manipularea acestora este posibila doar cu permisiune expresa.