Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Anihilace pozitronů v pevných látkách Jakub Čížek – katedra fyziky nízkých teplot Tel: 221 912 788 Doporučená literatura: P.Hautojärvi:

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Anihilace pozitronů v pevných látkách Jakub Čížek – katedra fyziky nízkých teplot Tel: 221 912 788 Doporučená literatura: P.Hautojärvi:"— Transkript prezentace:

1 Anihilace pozitronů v pevných látkách Jakub Čížek – katedra fyziky nízkých teplot Tel: Doporučená literatura: P.Hautojärvi: Positrons in Solids, Topics in Current Physics, Springer-Verlag (1979) A. Dupasquier, A.P. Mills, Jr. (eds.): Positron Spectroscopy of Solids, IOS Press, Amsterdam (1995) R. Krause-Rehberg, H.S. Leipner, Positron Annihilation in Semiconductors – Defect Studies, Springer, Berlin (1999) P.J. Schultz, K.G. Lynn, Interaction of positron beams with surfaces, thin films, and interfaces, Rev. Mod. Phys. 60, 701 (1988) M.J. Puska, R.M. Nieminen, Theory of positrons in solids and solid surfaces, Rev. Mod. Phys. 66, 841 (1994)  výukaAnihilace pozitronů v pevných látkách 

2 nerelativistická pohybová rovnice pro elektron Schrödingerova rovnice: Pozitron – teoretická předpověď Erwin Schrödinger 1933 Nobelova cena

3 P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 117, (1928) P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 133, (1931) E > 0 E = 0 Diracova rovnice: snaha popsat relativisticky pohyb elektronu Pozitron – teoretická předpověď Paul Adrien Maurice Dirac 1933 Nobelova cena

4 E > 0 E = 0 E < 0  záření P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 117, (1928) P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 133, (1931) Diracova rovnice: snaha popsat relativisticky pohyb elektronu řešení s negativní energií  vakuum je Diracovo moře elektronů Paul Adrien Maurice Dirac 1933 Nobelova cena Pozitron – teoretická předpověď

5 E > 0 E = 0 E < 0 + pozitron elektron tvorba párů P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 117, (1928) P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 133, (1931) Diracova rovnice: snaha popsat relativisticky pohyb elektronu řešení s negativní energií  vakuum je Diracovo moře elektronů Paul Adrien Maurice Dirac 1933 Nobelova cena Pozitron – teoretická předpověď

6 E > 0 E = 0 E < 0 + pozitron elektron P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 117, (1928) P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 133, (1931) Diracova rovnice: snaha popsat relativisticky pohyb elektronu řešení s negativní energií  vakuum je Diracovo moře elektronů Paul Adrien Maurice Dirac 1933 Nobelova cena Pozitron – teoretická předpověď

7 E > 0 E = 0 E < 0 anihilace  záření P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 117, (1928) P.A.M. Dirac, Proc. R. Soc. Lond. A 133, (1931) Diracova rovnice: snaha popsat relativisticky pohyb elektronu řešení s negativní energií  vakuum je Diracovo moře elektronů Paul Adrien Maurice Dirac 1933 Nobelova cena Pozitron – teoretická předpověď pozitrony  díry ve vaku

8 Pozitron – experiment objev pozitronu 1932 pozitron Carl David Anderson 1936 Nobelova cena

9 Pozitron - experiment objev pozitronu 1932 pozitron

10 Pozitron – historie objevu Dmitri Vladimirovich Skobeltsyn (St. Peterburg) Chung-Yao-Chao (California Institute of Technology) – Carl David Anderson (California Institute of Technology) C.D. Anderson: The Positive Electron, Phys. Rev. 43, 491 (1933) 1936 – Carl David Anderson a jeho student Seth Neddermeyer objevili mion

11 Pozitron pozitron pozitron = antičástice elektronu klidová hmotnost: m e náboj: +e spin: 1/2

12 Elementární částice (standardní model) tvoří hadrony protony, neutrony, mesony, baryony silná interakce elektromagnetická interakce slabá interakce

13 Zdroje pozitronů kosmické záření 90 % protony 9 %  -částice 1 % elektrony (a ostaní částice e +, p - )

14 Zdroje pozitronů  - rozpad  - rozpad:  + rozpad:

15 Zdroje pozitronů  - rozpad  - rozpad:  + rozpad:

16 Zdroje pozitronů   - rozpad záchyt e - pro Q < 2m e c 2 pouze EC  1/2 = 3.7 ps   0.06 %   90.4 %, EC 9.5 % T 1/2 = 2.6 year  1274 keV E Z

17 Zdroje pozitronů   - rozpad energetické spektrum e + emitovaných 22 Na E mean = 205 keV Q = E max = 545 keV

18 Zdroje pozitronů   - rozpad energetické spektrum e + emitovaných 22 Na E mean = 205 keV Q = E max = 545 keV

19 Zdroje pozitronů   - zářiče poločas rozpadu T 1/2 E max (tj. Q-value) branching ratio (  + vs EC) sekundární foton isotopeT 1/2 e + yield E max (MeV) secondary  E  (MeV) 13 N9.96 min O123 s F110 min příprava v cyklotronu protony urychlené na T  5.2 MeV

20 Zdroje pozitronů cyklotron

21 Zdroje pozitronů UJV Řež: cyklotron U-120M, p +, T = 5.4 – 38 MeV cyklotron

22 Zdroje pozitronů   - zářiče poločas rozpadu T 1/2 E max (tj. Q-value) branching ratio (  + vs EC) sekundární foton isotopeT 1/2 e + yield E max (MeV) secondary  per e + E  (MeV) 13 N9.96 min O123 s F110 min Na2.6 y Al 8  10 5 y Ti59 y Cu12.7 h Ge275 d

23 Zdroje pozitronů 64 Cu  + rozpad (17.8 %)  - rozpad (38.4 %) záchyt e - (43.8 %)

24 Zdroje pozitronů 68 Ge / 68 Ga generátor záchyt e - (100 %) rozpad 68 Ge (T 1/2 = 275 d):  + rozpad (87.2 %) rozpad 68 Ga (T 1/2 = 68 min):

25 Zdroje pozitronů cyklotron D ionty urychlené na T  14 MeV maximální účinný průřez pro T = 27 MeV:  = 550 mBarn pro T = 27 MeV  = 1650 mBarn doba života 69 Ge je T 1/2 = 39 h příprava 68 Ge

26 Zdroje pozitronů – 68 Ge/ 68 Ga

27 Zdroje pozitronů záchyt e - (100 %) rozpad 44 Ti (T 1/2 = 59 y): 44 Ti/ 44 Sc generátor  + rozpad (98 %) rozpad 44 Sc (T 1/2 = 3.97 h): E max = 1467 keV

28 Zdroje pozitronů rezonance na E  = 4.5 MeV Vznik 44 Ti v supernovách Supernova Cassiopeia A (vznik před ~ 300 lety) T 1/2 = 59 y

29 Zdroje pozitronů 22 Na  + rozpad, T 1/2 = 2.6 y sekundární  1274 MeV  1/2 = 3.7 ps   0.06 %   90.4 %, EC 9.5 % T 1/2 = 2.6 year  1274 keV

30 Zdroje pozitronů příprava 22 Na cyklotron, p +, T = 66 MeV

31 Zdroje pozitronů příprava 22 Na cyklotron, p +, T = 66 MeV

32 Zdroje pozitronů 22 Na pozitronový zdroj

33 Hloubka průniku pozitronů pozitrony emitované  + zářičem pravděpodobnost, že pozitron pronikne do hloubky z  – hustota materiálu (pro 22 Na) střední hloubka průniku Příklad: Mg:  -1 =154  m Al:  -1 = 99  m Cu:  -1 = 30  m

34 Tvorba párů nutná přítomnost další částice

35 Tvorba párů nutná přítomnost nějaké další částice

36 Tvorba párů – NEPOMUC FRM II Munich výroba e + pomocí pomalých neutronů z reaktoru

37 Tvorba párů – NEPOMUC FRM II Munich výroba e + pomocí pomalých neutronů z reaktoru

38 Tvorba párů – GIPS GIPS = Gamma Induced Positron annihilation Spectroscopy ELBE LINAC, Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf e - : T = 16 MeV, frekvence f = 26 MHz (vzdálenost mezi pulsy 38.5 ns), délka pulsu 5 ps

39 Tvorba párů – GIPS GIPS = Gamma Induced Positron annihilation Spectroscopy

40 Tvorba párů – GIPS GIPS = Gamma Induced Positron annihilation Spectroscopy


Stáhnout ppt "Anihilace pozitronů v pevných látkách Jakub Čížek – katedra fyziky nízkých teplot Tel: 221 912 788 Doporučená literatura: P.Hautojärvi:"

Podobné prezentace


Reklamy Google