Es folgen nun einige Informationen über meine Arbeit
und Messungen die während des letzten Kaltfahrens des Kryostaten gemacht
wurden.
Zuerst einige allgemeine Informationen über das Arbeitsprinzip des
NO-Thermometers.
60-CO hat eine Halbwertszeit von 5,27 a, und zerfällt über einen
Beta Zerfall und eine Gamma Kaskade (1,1732 MeV, 1,3325 MeV) in
den 60-Ni Grundzustand.
Für die 60-Co Thermometrie benutzt man 60-Co eingebetet in kristallinem
59-Co. Die Gamma Emission von 60-Co(Co) wird zwischen 100 mK und 1 mK
anisotrop, wegen der starken uniaxialen magnetischen Anisotropie von
59-Co, welche die Kernspins von 60-Co ausrichten.
Ein externes Magnetfeld zur Ausrichtung der Kernspins ist nicht notwendig.
Diese Temperaturabhängigkeit der Anisotropie der Gamma Emission kann
man zur Thermometrie benutzen.
Man misst dabei die Änderung der normalisierten Richtungsverteilung der
Gamma Emission W(phi)+/-deltaW(phi), wobei phi der Winkel zwischen der
Gamma Emissions Richtung und der Orientierungsachse der Kernspins ist.
Man misst dazu die Zaehlrate der Gamma Emission in Richtung phi=0 Grad,
da in dieser Richtung die stärksten Veränderungen von W(phi) bzw.
der Zählrate auftreten.
Erfasst werden die Gammas mit einem NaJ(Tl)-Detektor und einem
PAMPERS-System (Preamplifer AMplifer Pulses of Emission Registered by
Sca/computer - System).
Um die Anisotropie der Gamma-Emission von 60-Co(Co) zwischen 100 mK und 5 mK
zu messen, wurden dazu in den letzten Wochen Messungen mit dem NO-Thermometer
des Kryostaten HEMI426 für das Experiment Quantenrot
bei tiefen Temperaturen
( 6.5 mK, 9.70 mK, 21 mK, 33 mK und 45 mK ) und unter verschiedenen
Emissionswinkeln ( 0°, 30°, 60° und 90° ) durchgeführt.
Hierzu musste vor und nach der Abkühlung des Kryostaten auf die tiefen
Temperaturen umfangreiche Messungen des Strahlungsuntergrunds vorgenommen
werden. Desweiteren wurde die sogenannte warme Zählrate
des 60-Co Kristalls oberhalb von 100 mK mehrmals gemessen.
Die Messungen bei einer bestimmten Temperatur begannen damit, daß
am Morgen
die Temperatur des Kryostaten eingestellt wurde. Dies geschah indem
die Heizung für die Mischkammer auf einen bestimmten Wert eingestellt
wurde, wodurch
der Kryostat von seiner maximal kältesten Temperatur (Base-Temperatur) auf
die Messtemperatur hochgeheizt wurde.
Dann wurde 3-5 Stunden die Anisotropie unter verschiedenen Winkeln
gemessen. Dabei wurden die einzelnen Winkel in folgender Reihenfolge gemessen:
Die wiederholten Messungen in 0°-Richtung zwischen den Winkeln
außerhalb 0°
ermöglichten eine Temperaturkontrolle.
Eine einzelne Messung dauerte 300 sec ( Messung des Strahlungsuntergrund, warme
Zählrate und Anisotropie ).
Abschließend
wurde die Mischkammerheizung abgeschaltet, der Kryostat erreichte
seine Base-Temperatur wieder, die er während der darauffolgenden Nacht
beibehielt. Am nächsten Morgen
wurde dann eine andere Messtemperatur eingestellt.
Somit blieb der Kryostat während der ganzen Messperiode unterhalb 100 mK.
Wegen der begrenzten Messperiode wurde die Messtemperatur von der Base-
Temperatur aus eingestellt, da dies eine schnellere Methode ist als die
Messtemperatur von einer Temperatur oberhalb 100 mK einzustellen. Damit war
allerdings eine ständige Kontrolle der warmen Zählrate
nicht möglich.
Aufgabe ist es jetzt die Daten zur Messung der Anisotropie auszuwerten, was
in den nächsten Wochen geschehen wird.
Mehr informationen gibts hier:
Cryogruppe
[Interferometrie Gruppe
Homepage der Hasselbachgruppe