ФИЗИКА ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
КРИСТАЛЛ-ДИФРАКЦИОННОГО МЕТОДА ПОИСКА ЭДМ НЕЙТРОНА

В.В. Воронин, Е.Г. Лапин, С.Ю. Семенихин, В.В. Федоров

На макете установки, созданном для изучения возможности поиска ЭДМ нейтрона новым дифракционным методом [1,2] и установленном на горизонтальном канале реактора ВВР-М, были получены первые экспериментальные результаты [3,4,5].

• Впервые проведены исследования на прямом продифрагировавшем пучке нейтронов и наблюдена динамическая дифракция в толстом (~3,5 см) кристалле кварца при углах Брэгга, достигающих 87°.
• С использованием методики времени пролета, была экспериментально обнаружена предсказанная существенная временнaя задержка дифрагирующего нейтрона внутри кристалла при углах Брэгга, близких к 90° [4]. При угле дифракции, равном 87°, измеренная эффективная скорость распространения нейтрона в кристалле оказалась равной (39 ± 1) м/с при скорости падающего нейтрона 808 м/с, что соответствует времени пребывания нейтрона в кристалле кварца толщиной 3,5 см, равному t_L = (0,90 ± 0.01) мс, см. рис.1. Измеренная величина хорошо согласуется с теоретическим расчетом .

Рисунок 1. Зависимость от угла Брэгга времени пребывания нейтрона в кристалле кварца толщиной 3,5 см (плоскость (110)). Два положения кристалла А и В соответствуют одному значению угла Брэгга.

• Экспериментально обнаружен [3] предсказанный ранее эффект деполяризации нейтронного пучка при дифракции по Лауэ в нецентросимметричном кристалле a-кварца. Экспериментально доказано, что величина эффекта (и, соответственно, внутрикристаллического поля, действующего на нейтрон) не зависит от угла Брэгга вплоть до углов, равных 87° (см. рис.2), и совпадает в пределах экспериментальной погрешности с теоретическими предсказаниями и результатами предыдущих экспериментов, что подтверждает указанную нами ранее возможность усиления более чем на порядок эффекта от ЭДМ нейтрона при переходе к углам дифракции, близким к 90°. При угле Брэгга, равном 87° чувствительность метода к ЭДМ нейтрона возрастает приблизительно в двадцать раз (по сравнению с углом в 45°).

Рисунок 2. Зависимость величины электрического поля, действующего на нейтрон, дифрагирующий на плоскости (110) в кристалла кварца, от тангенса угла Брэгга.

• Из экспериментальных значений времени пребывания нейтрона в кристалле t_L и действующего на нейтрон поля E при угле Брэгга в 87° следует, что величина Et_L, определяющая чувствительность метода, равна Et_L » 0,2·10⁶ В·с/см [5]. Она сравнима с соответствующей величиной для метода УХН (» 0,6·10⁶ В·с/см) [6] и существенно превосходит величину, достигнутую в известном дифракционном эксперименте Шалла и Натанса (» 0,2·10³ В·с/см) [7]. Заметим, что из проведенных измерений уже следует оценка для ЭДМ нейтрона D < 10^-22 e·см, что даже несколько лучше, чем результат, полученный в работе [7].

[1] В.В.Федоров, В.В.Воронин, Е.Г.Лапин, О.И.Сумбаев. Письма в ЖТФ, 1995, 21 (21), 50.
[2] V.V.Fedorov, V.V.Voronin, E.G.Lapin, O.I.Sumbaev. Physica B, 1997, 234--236, 8.
[3] Воронин В.В., Лапин Е.Г., Семенихин С.Ю., Федоров В.В. Письма в ЖЭТФ, 2000, 72 (6), 445.
[4] Воронин В.В., Лапин Е.Г., Семенихин С.Ю., Федоров В.В. Письма в ЖЭТФ. 2000. 71 (2), 110.
[5] Fedorov V.V., Lapin E.G., Semenikhin S.Yu., Voronin V.V. Physica B: Physics of Condensed Matter. 2001, 297 (1-4), 293.
[6] P.G. Harris, C.A. Baker, K. Green, P. Iaydjiev, S. Ivanov, D.J.R. May, J.M. Pendlebury, D. Shiers, K.F. Smith, M. van der Grinten, P. Geltenbort. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 904.
[7] Shull C.G., Nathans R. Phys. Rev. Lett., 1967, 19, 384.