Développement et optimisation d'un système de polarisation de ...

tel-00726870, version 1 - 31 Aug 2012
VIII TABLE DES MATIÈRES
Polarization efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Depolarizations due to wall collisions during the filling phase . . . . . . . 90
4.4.2 Storage phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Velocity and position distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
UCN losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Depolarizations due to wall collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.3 Emptying phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Velocity and position distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Depolarizations due to wall collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5 Depolarization due to field inhomogeneities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5.1 Formalism of the method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5.2 Depolarizations calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.6 The longitudinal depolarization time T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.6.1 Contribution on T1 due to the wall collisions . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Preliminary calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Monte Carlo simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6.2 Dependence of T1 with magnetic field gradients, Redfield Theory . . . . . 96
4.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5 Study of the UCN polarization analysis, performance of the apparatus 101
5.1 Polarization principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2 Polarizing or analyzing foils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.3 The new UCN polarizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.3.1 Description of the magnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.3.2 Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.4 Spin reversal : the adiabatic spin flipper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.4.1 Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.4.2 Adaptions for the new experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.4.3 Experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4.4 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Scanning parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Optimization of f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Determination of the spin flipper efficiency at PSI. . . . . . . . . . . . . . 113
5.5 Efficiency of the polarization analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.5.1 Experimental setup, measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.5.2 Extraction of the polarization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.6 UCN within the precession chamber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.6.1 Experimental setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.6.2 Filling of the apparatus with UCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.6.3 Storage of the UCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.6.4 Depolarization within the vertical guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.6.5 Guiding field coils tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.6.6 Estimation of the longitudinal depolarization time T1 . . . . . . . . . . . 122
5.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122