Выбор конфигурации четырехслойного магнитного экрана был сделан на основе прямых расчетов коэффициента экранирования. Программа расчетов учитывает взаимодействие внешнего магнитного поля с магнитным материалом методом последовательных многократных итераций. Оптимизация расстояния между крышками экранов позволила получить продольный коэффициент экранирования ~ 2000. Расчет однородности поля внутри экрана был сделан на основе той же программы при расчете взаимодействия внутреннего магнитного поля с магнитным экраном. Было показано, что в месте расположения камер хранения УХН может быть достигнуто поле с неоднородностями в пределах 1nТ (рис.3), которые вызваны отверстиями в экране и нерегулярностью намотки соленоида, определяемых нейтроноводами УХН. Однако среднее значение магнитного поля в камерах отличается не более чем на 0,03 nТ, что позволяет обеспечить одинаковые условия резонанса в различных камерах. Дополнительно каждая пара камер будет иметь корректирующие витки с током для тонкой подстройки магнитного поля.

Рисунок 3. Карта магнитного поля в ЭДМ-спектрометре

Моделирование ЭДМ-измерений на математической модели спектрометра продемонстрировало возможность компенсации флуктуаций градиентов магнитного поля первого и второго порядка (на уровне 5-10 nТ/м) за счет мультикамерной структуры спектрометра. Весьма важным свойством этой схемы является подавление возможных систематических эффектов, вызванных токами утечки. Анализ результатов моделированных измерений с имитацией токов утечки показан на рис.4 в виде распределения ЭДМ-сигналов в зависимости от токов утечки для отдельных камер и для всей системы в целом. Мультикамерная система ЭДМ-спектрометра подавляет ложный эффект от токов утечки приблизительно в 7 раз, хотя следует напомнить, что главным критерием контроля за фальшь-эффектами в мультикамерной системе являются показания камер с нулевым электрическим полем.

Рисунок 4. Распределение ЭДМ-сигналов в зависимости от токов утечки для отдельных камер (белая гистограмма) и для всей системы в целом (черная гистограмма)

Исследования стабильности магнитного поля на месте расположения экспериментальной установки, проведенные в 2001 году, показали, что величина среднеквадратичного отклонения магнитного поля составляет 4 nТ и 26 nТ в ночное и дневное время, соответственно. Такой уровень нестабильности внешнего магнитного поля можно считать приемлемым, если учесть коэффициент экранировки магнитных экранов ~ 2000 раз, который будет, по-видимому, улучшен на порядок величины, благодаря использованию эффекта постоянного перемагничивания материала экранов слабым переменным полем. Кроме того, система стабилизации внешнего поля на базе феррозондовых магнетометров может принести дополнительный фактор стабилизации вплоть до двух порядков величины.

В 2002 году планируются тестовые измерения стабильности резонансных условий в модели магнитных экранов с пятью Cs-магнетометрами.

[1] A. Fomin et al., PSI Prop. R-00-05,
A.P. Serebrov et al., PSI Prop. R-00-05.2,
http://ucn.web.psi.ch