Erzeugung intensiver hochpolarisierter Elektronenstrahlen mit hoher ...

1. Die Quelle spinpolarisierter Elektronen am MAMI-Beschleuniger
Drehsinn bei der Beschleunigung im HDSM umgekehrt wird. Führt man in diesem
Fall die Variation der Energie des RTM-3 durch, so wird die Kompensationsreserve
durch die nachfolgenden Drehungen im DSM wieder aufgezehrt. Die Lösung dieses
Problems kann darin bestehen, die Energieänderung des RTM-3 mit einer Mikrowellenbeschleunigungssektion
im Verbindungskanal zwischen RTM-3 und DSM
(Interface-4) wieder rückgängig zu machen. Dies ist prinzipiell möglich, stellt jedoch
wegen der hohen Kosten für das benötigte Klystron und für die dazugehörige
Beschleunigungssektion, sowie auch wegen des großen Installationsaufwandes eine
erhebliche Mehrbelastung in der Aufbauphase des MAMI-C Projektes dar.
Es wurde daher versucht, einen kompakten Spinrotator in die Injektion zu integrieren.
1.3.5. Verbessertes Spintuning: Der Wienfilter
Der Bereich zwischen der Elektronenquelle und der ersten Beschleunigersektion wird
Interface-0“ (INT0) genannt. Dort war für den Einbau eines Spinrotators ein Raum
”
von etwa 90 cm vorhanden, welcher fast identisch mit der Strecke zwischen den beiden
in Abbildung 1.2 gezeigten Kollimatoren ist. Hier konnte ein etwa 44 cm langer Wienfilter
(äußere Baulänge mit Vakuumkammer) eingebaut werden. Eine vergrößerte Darstellung
des relevanten Bereichs findet sich in Abbildung 1.5.
Wienfilter haben als Spinrotator folgende Funktionsweise: Ein Wienfilter besitzt zueinander
senkrecht stehende, in der Regel homogene, elektrische und magnetische Felder.
Die von diesen Feldern auf das Teilchen ausgeübten Kräfte sind gleich groß, wenn gilt
E/B = v. (1.10)
In diesem Falle wird ein Teilchen auf der zentralen Bahn des Wienfilters kräftefrei sein
und nicht abgelenkt werden, während der Spin nach der BMT-Formel (Gleichung 1.6)
gedreht wird. Ersetzt man in der BMT-Formel das elektrische Feld nach Gleichung 1.10
durch das Magnetische, so erhält man
ω Spin = ω z
γ . (1.11)
Der Spindrehwinkel ergibt sich dann aus dem Produkt von Präzessionsfrequenz und
Flugzeit:
φ Spin = ω z
γ t f = ω zβc
γL . (1.12)
Dabei sind β,γ die relativistischen Faktoren aus Gleichung 1.5 und L ist die effektive
7 Länge des Feldbereichs des Filters. Somit ergibt sich durch Einsetzen in die obigen
Gleichungen der Zusammenhang zwischen dem B-Feld und dem gewünschten Spindrehwinkel
7 Die in der Regel kontinuierlich abfallenden Randfelder werden durch ein ”
effektives“ Feld mit rechteckigem
Verlauf, aber gleichem Integral Bdl ersetzt.
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