Erzeugung intensiver hochpolarisierter Elektronenstrahlen mit hoher ...

1. Die Quelle spinpolarisierter Elektronen am MAMI-Beschleuniger
Detektor
Ca. 10cm
Spektrometermagnet
Primärstrahlrichtung
Spin
stellung
Streuzentrum
in Vakuumkammer
mit mehreren
bewegl. montierten
Goldtargets
Abbildung 1.9.: Photographie des 3.5MeV Mottpolarimeters.
Der Hauptzweck der Spektrometer ist es, Untergrundereignisse zu unterdrücken, denn
wegen der beengten Verhältnisse ist mit erheblicher Sekundärstreuung der Elektronen
an den Vakuumkammerwänden, sowie auch mit hohen Untergrundraten von Gamma-
Quanten zu rechnen. Aufgrund der abbildenden und dispersiven Wirkung des Spektrometers
sind diese Beitrage stark unterdrückt. Das Signal zu Untergrundverhältnis
beträgt bei einem ein Mikrometer dicken Goldtarget mehr als 100:1. Die Nutzrate ist
dann etwa 300 Hertz pro Mikroampère, die für MAMI-Experimente typischen Strahlströme
von 20 Mikroampère können zur Messung benutzt werden. Dies ist ein Vorteil
im Vergleich zum Möllerpolarimeter, bei dem die Targeterhitzung den maximalen Strom
auf weniger als 1Mikroampère begrenzt. Bei einer Polarisation von ca. 80% wird mit dem
Mott-Polarimeter eine statistische Genauigkeit von 1% innerhalb von 2 Minuten erreicht
(wieder bei 20 Mikroampère Strahlstrom). Die Abbildung 1.10 zeigt die gemessene Asymmetrie
als Funktion des Spindrehwinkels, der mittels des Wien-Filters eingestellt wurde.
Der große Wert der Amplitude der Sinuskurve – mit dem 1 Mikrometer dicken Target
wird eine Asymmetrie von 30% gemessen – zeigt an, dass die ”
effektive“ Analysierstärke
des Targets bereits sehr hoch ist. Die Asymmetrie wird, wie oben gesagt, durch Doppelstreuereignisse
im Target verdünnt. Da diese Ereignisse grob geschätzt mit dem Quadrat
der Targetdicke zunehmen, sollte mit dünneren Targets eine höhere Asymmetrie vermessen
werden. In der Tat beobachteten wir bei einer Verkleinerung der Foliendicke auf 0.1
Mikrometer ein Ansteigen der Asymmetrie auf 35%. Mit der Analysierstärke für Einzelstreuung
von – 0.46 ergäbe sich dann eine Polarisation von 76%, was etwas unter den vom
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