Александр А.Шпильман ( sah@nursat.kz )
Индукционный детектор
"аксионного (спинового) поля"
(Проект)
В "Теория и проекты измерения "аксионного поля"" описана конструкция магнитного детектора "аксионного поля" (АП). Ниже приводим усовершенствованный вариант этого детектора.
Конструкция состоит (см. Рис.1, 2) из двух свинцовых пластин X1 и X2 толщиной 1 мм, имеющих форму буквы “гамма” с прорезью в основании для установки магнитного детектора M. Магнитный детектор M также перекрывает прорезь в свинцовом кольце O.
Пластины X1 и X2 собираются в пакет, который показан сбоку на Рис.2. Пластины изолированы друг от друга диэлектрической прокладкой D, которая имеет толщину ~0.5-1 мм.
На пластины X1 и X2 надеваются диэлектрические шпульки C с электрической катушкой. Катушки питаются электрическим током так, что внутри катушек магнитное поле Hc=50 ампер/метр направлено, как показано стрелками на Рис.1. На эти катушки одеваются тороидальные катушки T с сердечником из одного слоя железной ленты толщиной 0.1 мм и шириной 8. Тороидальные катушки питаются электрическим током так, что внутри катушек магнитное поле Ht=90 ампер/метр направлено, как показано стрелками на Рис.1,2 (при изменение параметров железного сердечника оптимальное Ht будет другим.).
|
|
Пластина X1 подключена к напряжению +90-110V.
Пластина O подключена
к напряжению 0V.
Пластина X2 подключена к напряжению -90-110V.
E - конус из электретной
пленки с положительным объемным зарядом, который предназначен для уменьшения
индуцирования АП в железном экране F (см. Рис.3).
|
|
|
Принцип работы
АП имеет
направление, показанное стрелкой A (см. Рис.4, 5). АП проникает в
диэлектрик D и свинцовые пластины X1, X2.
Электрический потенциал между пластинами сепарирует компоненты АП с разным
электрическим псевдо-зарядом. Компонента с отрицательным псевдо-зарядом
распространяется вдоль положительной пластины X1, а компонента с положительным
псевдо-зарядом распространяется вдоль отрицательной пластины X2. Затем компоненты АП
разделяются магнитным полем Hc электрических катушек C по разным ветвям пластин X (см.
Рис.4 и Рис.5). Тороидальные катушки концентрируют АП в ветвях пластины X1 и X2.
Разделенные
компоненты АП выходят с концов пластин X и встречно замыкаются между собой через магнитный детектор M.
(Обычно в АП
магнитные моменты его компонент взаимно компенсированы. В описанном детекторе
АП после разделения компонент АП они вновь соединяются так, что их магнитные
моменты складываются. Появляется магнитное поле, которое можно измерить
чувствительными магнитными детекторами.)
Затем АП
проникает в свинцовое кольцо O.
Таким образом, все поле концентрируется в маленьком объеме кольца O, в разрез которого
входит магнитный детектор M.
Такая концентрации АП повышает чувствительность детектора.
Индукционный детектор АП
Высокочувствительные
магнетометры - это дорогие и громоздкие устройства. Можно существенно уменьшить
размеры и стоимость прибора, измеряющего АП, если использовать технику современного
радиоприема и усиления слабых электрических сигналов.
Для этого
необходимо модулировать АП типа четыре, и вместо магнитного детектора
использовать индуктивную электрическую катушку специальной конструкции.
Описание конструкции
|
|
|
Вместо
магнитного детектора М (см. Рис.5) устанавливается двойная электрическая
катушка I (см.
Рис.6), намотанная медным проводом по восьмерке. На Рис.7 катушка показана с
торца.
Для
управления положением АП в области катушки I, под свинцовым кольцом O на расстоянии 5-10 мм,
устанавливается тороидальная катушка T2 (см. Рис.8).
Принцип работы
Если к
выводам 1,2 катушки I подключить напряжение, то ток в катушке вызовет появление
магнитного поля H
противоположной направленности в соседних полостях, как это показано на Рис.7.
Это магнитное поле вызовет перераспределение АП между соседними полостями
катушки I.
Задержку
перераспределение АП можно использовать для резонансного детектирования АП,
используя катушку I
в контуре регенеративного приемника. Это первый вариант детектирования.
Тороидальная
катушка T2
управляет положением АП в области катушки I. Эта катушка также может использоваться для модуляции АП,
которая вызовет появление напряжение индукции в катушке I. Индуцированное напряжение выводах
1,2 можно усилить и применить синхронное детектирование для повышение
помехозащищенности и чувствительности детектора. Это будет второй вариант
детектирования.