Uplatnění spektroskopie elektronů

Prezentace na téma: "Uplatnění spektroskopie elektronů"— Transkript prezentace:

1 Uplatnění spektroskopie elektronů
Studium struktury jader, jaderných přeměn a jaderných reakcí 1) Studium konverzních elektronů 2) Studium elektronů a pozitronů z rozpadu beta 3) Studium Augerovych elektronů 4) Určování hmotnosti elektronových neutrin 5) Studium di-leptonových párů ve vysokoenergetické fyzice B) Aplikace 1) Spektroskopie energetických ztrát elektronů s vysokým rozlišením 2) Měření šířek atomových hladin a energií vazby elektronu 3) Studium molekulárních vazeb z posunu energie linek konverzních elektronů Spektrum elektronů: 1) Spojité – z rozpadu beta brzdné záření ... 2) Diskrétní – konverzní, Augerovy elektrony

2 Studium konverzních koeficientů
Společné určení intenzity gama a elektronů → určení multipolarity přechodu Přechody E0 → realizovány pouze prostřednictvím konverzních elektronů Velmi častá měření na svazku v součinnosti s 4π detektorovými systémy pro detekci záření gama Důležitost oprav na Dopplerův posuv (rozšíření šířky linky ve spektru) kinematický posuv je popsán Lorentzovou transformací: * - souřadný systém spojený s pohybujícím se jádrem složené jádro → stejná rychlost reakce a CE → různá rychlost jádra Spektrum konverzních elektronů přechodu na yrast linii Určení kinematiky detekcí jádra

3 Studium elektronů a pozitronů z rozpadu beta
Měření Fermi-Kurieho grafu: N(Ee) – počet elektronů, F*(Z,Ee) – Fermiho funkce, obsahující korekci n a coulombovské pole jádra i atomového obalu. mνc2 ≠ 0 → EMAX=Q - mνc2 Q – energie rozpadu Schematický průběh závislosti Ne = f(Ee) v rozpadu beta Určuje se kvadrát hmotnosti neutrina Nutnost velmi vysokého rozlišení a minimalizace možnosti energetických ztrát (narušení tvaru spektra) Fermiho graf pro rozpad tritia 3H, které se nejčastěji využívá k určování hmotnosti neutrina

4 Určování hmotnosti neutrin
Současná hranice pro hmotnost neutrin (experimenty v Mainzu a Troicku): Stanovená limita pro mν < 2-3 eV Určena záporná hodnota kvadrátu hmotnosti Komplikace: 1) Energetické ztráty v terči, molekule T2 2) Stabilita přístroje Experiment KATRIN Integrální elektrostatický spektrometr Předpokládaná citlivost spektrometru KATRIN Schéma spektrometru KATRIN

5 Využití párových spektrometrů pro hledání rozpadů
exotických částic Některé hypotetické částice by se měly rozpadat na pár elektron pozitron Vznikat by mohly například při srážkách těžkých iontů Příklad párový spektrometru APEX – nebyl určen pro hledání axionů

6 Studium di-leptonových párů ve vysokoenergetické fyzice
Použití dráhových spektrometrů M(e+e-) [GeV/c2] Au+Au 1 GeV/n kombinato- rické pozadí η → e+e- pn 10-10 10-8 10-6 0.4 0.8 1.2 φ→e+e- ρ→ e+e- ω→e+e- CERES, NA50, HADES ... Důležité hybnostní rozlišení Zdroje párů e+e-: π+π- anihilace Δ – Dalitzův rozpad Dileptonový „koktejl“ rozpad mezonu η brzdné záření Kombinatorické pozadí – velmi důležité jeho popsání

7 Spektroskopie energetických ztrát elektronů s vysokým rozlišením
Sestava: 1) elektronové dělo – elektrony 2) elektronový spektrometr s vysokým rozlišením Elektronové dělo EG3000 a elektronový spektrometr ELS5000 firmy LK Technologies Využití: 1) Zkoumání povrchů pomocí charakteristických Augerových elektronů, rozptylu elektronů, elektronové difrakce 2) Studium struktury XPS metoda – rentgenová fotoelektronová spektroskopie – povrchová, chemická analýza