用于缪子诱导X射线发射(MIXE)技术的连续缪子源特性表征
应用物理
2022-02-09 v1
摘要
材料表征的工具箱从未像今天这样丰富。各类粒子与相互作用方法的巨大进展，使人们能够获取被研究对象的几乎全部性质。然而，对亚表面区域的层析分析至今仍是一项挑战。在此背景下，得益于高强度缪子束流的可获得性，缪子诱导X射线发射(MIXE)技术得以复兴。我们在此报告一项在保罗·谢勒研究所(PSI)开展的研究。该研究表明，束流无任何时间结构特征，导致堆积事件少，且信噪比(SNR)高，每个样品或数据点采集时间不足一小时。这一性能为将该技术向更广泛用户开放、用于非破坏性和深度敏感元素组成的常规检测（例如在稀有和珍贵样品中）提供了前景。利用已知元素与厚度的异质结构样品，我们成功探测到原子俘获负缪子时发射的特征缪子X射线，以及缪子核俘获产生的伽马射线，从而表征了MIXE在PSI的能力。该样品凸显了连续束流的质量以及高计数率下卓越的SNR。这种灵敏度将在MIXE领域开启全新的、统计密集的方面，例如元素三维层析与化学分析。因此，我们目前正在推进概念验证实验，目标是建立一套全面、永久运行的用户站，使MIXE可供更广泛的科学界以及工业界使用。
引用
@article{arxiv.2202.03912,
title = {Characterization of a continuous muon source for the Muon-Induced X-ray Emission (MIXE) Technique},
author = {Sayani Biswas and Lars Gerchow and Hubertus Luetkens and Thomas Prokscha and Aldo Antognini and Niklaus Berger and Thomas Elias Cocolios and Rugard Dressler and Paul Indelicato and Klaus Jungmann and Klaus Kirch and Andreas Knecht and Angela Papa and Randolf Pohl and Maxim Pospelov and Elisa Rapisarda and Peter Reiter and Narongrit Ritjoho and Stephanie Roccia and Nathal Severijns and Alexander Skawran and Stergiani Marina Vogiatzi and Frederik Wauters and Lorenz Willmann and Alex Amato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03912},
year = {2022}
}