На синхроциклотроне ПИЯФ НИЦ КИ создан канала μ-мезонов, который обеспечивает получение пучков сепарированных μ-мезонов обоих знаков в диапазоне импульсов 29÷150 МэВ/c с интенсивностью на уровне 104÷105 част.×см-2×с-1.

Схема тракта μ - канала

 

Параметры пучков

Частицы

Импульс,

МэВ/с

ΔP/P,

%

Интенсивность,

част/с

Канал СЦ

µ-

µ+

160

170

10

10

9×104

3×105

μ-канал

Состав пучков  μ-канала при настройке основного магнита на  Р=200 MeV/c

На µ-канале создана µSR-установка для исследования магнитных свойств материалов и изучения фазовых состояний с помощью µSR-метода. Установка позволяет проводить µSR-исследования на образцах с поперечными размерами, вписывающимися в окружность диаметром 2 ÷ 5 см и толщиной по пучку ≥ 4 г/см2 в диапазоне температур 10 ÷ 300 К со стабильностью температуры в данном интервале ± 0,1 К.

На установке можно проводить исследования как в нулевом магнитном поле, компенсируя рассеянные поля кольцами Гельмгольца до уровня ~ 0,05 Гс, так и во внешнем магнитном поле (поперечном или продольном)   в   диапазоне 5 Гс ÷ 1,5 кГс.

Однородность внешних магнитных полей в объеме 200 см3  не хуже  10-4; что позволяет вести измерения при скоростях релаксации не менее 0,005 мкс-1. Измерения на меди показали, что скорость релаксации спинов мюонов λ составляет 0,0053(31) мкс-1, что приемлемо для µSR-исследований.

Фотография μSR-установки

Научная программа исследований материалов на пучках поляризованных мюонов

  1. Магнетизм в материалах с памятью формы.
  2. Сплавы со случайным конкурирующим взаимодействием.
  3. Исследование геликоидальных магнетиков.
  4. Взаимодействие ферроэлектричества и ферромагнетизма:
    1. исследование редкоземельных манганитов и манганатов;
    2. исследование легированных манганитов;
    3. исследование мультиферроиков с близкими температурами магнитного и сегнетоэлектрического упорядочения;
    4. исследование редкоземельных ортоферритов RFeO3;
    5. исследование мультиферроиков- полупроводников R(1-х)CexMn2O5;
  1. Исследование наноструктурных материалов: (например феррожидкости и наноалмазы).
  2. Исследование сегнетомагнитных твердых растворов системы (например, (1-x)(Pb Fe2/3W1/3)O3+xPbTiO3).
  3. Тестирование качества изготовления электротехнических сталей.
  4. Определение чистоты полупроводниковых материалов.
  5. Исследование квадрупольных осцилляций мюония в полупроводниках и изоляторах.
  6. Исследование состояния производных аминокислот в водных средах методами µSR и квантовой химии.
  7. Исследование хромистых сталей.