stufe Elektronen- kanone Triplett Alphamagnet Dublett Faradaycup
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1. Die Quelle spinpolarisierter <strong>Elektronen</strong> am MAMI-Beschleuniger<br />
kann das Injektionssystem im Bezug auf den elektronenoptischen Aspekt allen Anforderungen<br />
gerecht werden.<br />
1.3.4. Spintuning durch Energievariation<br />
Mit dem hier verwendeten Injektionssystem konnte zunächst keine Variation der Spinrichtung<br />
vorgenommen werden. Fast alle Experimente mit polarisiertem Strahl verlangen<br />
eine longitudinale Spinstellung am Targetort, da die Größe von transversalen Asymmetrien<br />
um den Faktor 1/γ unterdrückt ist.<br />
Zwar produziert die Quelle einen longitudinal polarisierten Strahl (siehe Anhang A.1),<br />
aber es zeigt sich, dass die Orientierung der Polarisation relativ zum Strahlimpuls nicht<br />
konstant bleibt, sondern sich mit einer von der Impulsdrehung verschiedenen Präzessionsfrequenz<br />
verändert. Diese Frequenz kann mit Hilfe der BMT-Formel berechnet werden,<br />
die den Vektor der Winkelgeschwindigkeit in Beziehung zu den im Labor benutzten<br />
Feldern und der Teilchengeschwindigkeit setzt<br />
�ωSpin = e<br />
�<br />
(1 + a)<br />
m0γ<br />
� B� +(1+aγ) � �<br />
B⊥ − a + 1<br />
�<br />
γ<br />
1+γ c2 �<br />
�v × � �<br />
E<br />
�<br />
. (1.6)<br />
B�,B⊥ sind die Magnetfeldkomponenten parallel und senkrecht zur Geschwindigkeit<br />
v. Während der Beschleunigung in MAMI wird der Strahl in den RTM-Dipolen vielfach<br />
durch den Einfluss von praktisch rein transversalen Magnetfeldern rezirkuliert. Der<br />
entsprechende Summand der BMT-Formel liefert:<br />
ωSpin = eB⊥<br />
(1 + aγ) =ωz(1 + aγ). (1.7)<br />
γm0<br />
Dabei bezeichnet a =(g− 2)/2 ≈ α/2π ≈ 1/800 das anomale magnetische Moment<br />
des Elektrons, α ist die Feinstrukturkonstante. Weiterhin ist<br />
ωz = eB⊥<br />
(1.8)<br />
γm0<br />
die im Labor beobachtete Winkelgeschwindigkeit des Impulses, die Zyklotronfrequenz.<br />
Für die letzten Bahnen in MAMI (bei Energien > 800 MeV), wo γ in etwa einen Wert von<br />
1600 besitzt, ist ωSpin also ungefähr dreimal größer als ωz. Der resultierende Winkel zwischen<br />
Spin und Impuls ist die Summe der Winkeländerungen in den einzelnen Umläufen<br />
und weicht also in der Regel von 0 Grad ab. Diese Winkelstellung ist aufgrund der hohen<br />
Energiestabilität des Beschleunigers zeitlich konstant, man benötigt daher lediglich<br />
die Möglichkeit, den sich bei Normalbedingungen einstellenden Fehlwinkel durch einen<br />
” Spinrotator“ zu kompensieren. Im heute verwendeten Injektionssystem konnte jedoch<br />
der vor 1996 benutzte Spinrotator [20] wegen Mangels an Raum nicht installiert werden.<br />
Man nahm daher zunächst Zuflucht zu einer Veränderung des Energiegewinns in der<br />
dritten Stufe (RTM-3) der Mikrotronkaskade, was dann eine relative Änderung ΔE/E<br />
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