磁场中带电粒子的径向分布

在磁场将带电粒子引导至有限尺寸探测器的任何实验中，从点源发射的带电粒子的径向展宽都是系统误差的潜在来源。假设沿粒子螺旋轨迹相位的概率均匀，可推导出径向概率分布函数的解析解，该解适用于粒子在沿均匀磁场轴延伸足够长度的体积内产生的实验。这种方法得出的结果与 Dubbers 等人给出的不同推导结果一致。然而，恒定相近似并不严格适用于有限源体积或固定位置，这会导致探测器平面上发射粒子的径向分布出现局部极大值。本文给出了一种计算此类分布的简单方法，并利用洛斯阿拉莫斯中子科学中心超冷中子设施超导螺线管磁谱仪中 $^{207}$Bi 电子转换源的数据演示了该效应。最后讨论了该效应的潜在未来应用。