Los objetivos polarizados se utilizan como objetivos fijos en experimentos de dispersión . En la física de altas energías se utilizan para estudiar la estructura de espín del nucleon de nucleones simples como protones , neutrones o deuterones . En la dispersión inelástica profunda, la estructura de hadrones se prueba con electrones , muones o neutrinos . Usando un haz de muones polarizados de alta energía, por ejemplo, en un objetivo fijo con nucleones polarizados, es posible sondear la parte dependiente del espín de las funciones de la estructura .[1] [2]
En el modelo de partón simple , el nucleón consta de quarks y gluones y su interacción se rige por la cromodinámica cuántica . Un método alternativo a los objetivos fijos es utilizar dos haces polarizados en colisión . Varios institutos y laboratorios trabajan en este campo. [3] [4] [5] [6] [7] [8]
Cada dos años se lleva a cabo un taller internacional sobre "Fuentes polarizadas, objetivos y polarimetría". [9] [10] [11] [12] [13] [14]
Los giros nucleares en los objetivos sólidos se polarizan con el método de polarización nuclear dinámica , típicamente en un campo magnético de 2,5 o 5 T. [15] [16]
El campo magnético se puede generar con un imán superconductor lleno de helio líquido . Los imanes de hierro más tradicionales no son los preferidos debido a su gran masa y limitada aceptación geométrica de las partículas producidas. La polarización del objetivo durante el experimento se determina con el método de resonancia magnética nuclear . Las señales de RMN mejoradas integradas se comparan con las señales tomadas en un baño de helio-4 superfluido a temperaturas de calibración bien conocidas de alrededor de 1 K, donde la magnetización del espín sigue la ley de Curie y la polarización nuclear se puede calcular a partir de la temperatura utilizando la función de Brillouin.. Durante la acumulación de polarización, se utiliza un generador de microondas para bombear los centros paramagnéticos en el material objetivo cerca de la frecuencia de resonancia del espín electrónico (alrededor de 70 GHz en un campo de 2,5 T).
En los objetivos de espín congelado, se necesitan bajas temperaturas para preservar la polarización durante largos períodos de toma de datos (para la luminosidad integrada más alta posible ) y para alcanzar la máxima polarización nuclear para la mejor figura de mérito. Por lo general, se usa un refrigerador de dilución con alta potencia de enfriamiento para alcanzar temperaturas por debajo de 300 mK durante la acumulación de polarización y por debajo de 50 mK en el modo de centrifugado congelado. [20] [21] [22]