Investigation on intense magnetic flux shielding with a high temperature superconducting tube for a transverse polarized target at the PANDA experiment
Date issued
Authors
Editors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
License
Abstract
Observablen, die durch eine transversale Targetpolarisation erfasst werden
können, werden in Hochenergieexperimenten untersucht. Das Teilchenphysikexperiment PANDA besteht aus einem Detektor am Teilchenbeschleuniger FAIR, der am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt gebaut wird. Dieser Detektor benötigt ein hohes Magnetfeld in longitudinaler Richtung bezüglich des Antiprotonenstrahls, um eine hohe Impulsauflösung elektrisch geladener Teilchen zu ermöglichen. Für die Machbarkeit eines transversal polarisierten Targets ist es erforderlich, das longitudinale Magnetfeld abzuschirmen. Die Möglichkeit ein intensives Magnetfeld mit Hilfe eines Abschirmrohres aus einem BSCCO Hochtemperatursupraleiter abzuschirmen wurde bezüglich eines erreichbaren Abschirmfaktors, dessen Stabilität in der Zeit und der residualen magnetischen Flussdichte entlang der Rohrachse experimentell untersucht. Eine numerische Simulation des induzierten Stromes im Abschirmrohr und der residualen magnetischen Flussdichte entlang seiner Achse wurde entwickelt, und die experimentellen Ergebnisse mit den Vorhersagen dieser Simulation verglichen. Am Helmholtz-Institut Mainz (HIM) wurde eigens für diese Untersuchung eine Experimentierapparatur bestehend aus einem Kryostaten für Flüssiges Helium bei einer Temperatur von 4,2 K entwickelt und aufgebaut. Das Abschirmrohr wurde mit einer beweglichen Hall-Sonde, mit einem speziellen Null-Feld Magneten aufgesetzt, versehen. Das externe Magnetfeld wurde von einem hierfür angefertigten supraleitenden Solenoiden, der auf dem Abschirmrohr montiert werden kann, erzeugt. Eine magnetische Flussdichte von 1 T wurde angelegt und abgeschirmt, mit einem Abschirmfaktor von mindestens 320000, bei einem Konfidenzniveau von 95 %. Bei einer Messung über vier Tage konnte ein weiteres Eindringen nicht beobachtet werden. Die Messung der residualen magnetischen Flussdichte entlang der Rohrachse zeigte eine Abschirmung über 80 mm (bei 150 mm Abschirmrohrlänge) bis 1 T. BSCCO ist ein geeignetes Material, das hohe Magnetfeld im PANDA Spektrometer abzuschirmen.