Çok ince hedeflerde oluşum uzunluğunun ışımaya etkileri
Effects of formation length on radiation in very thin targets
Yazar: İBRAHİM ALPER DİZDAR
Danışman: PROF.DR. EMİNE RIZAOĞLU ; PROF.DR. ULRİK UGGERHOJ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Yüksek enerjili elektronların oluşturduğu Bethe-Heitler frenleme ışıma dağılımı, foton oluşum uzunluğu doğrultusunda çoklu saçılmaya bağlı olarak baskılanmaktadır. Landau-Pomeranchuk-Migdall etkisi olarak bilinen bu baskılama mekanizması daha önce çeşitli deneylerde gözlenmiştir. Ternovskii-Shul'ga-Fomin etkisi olarak bilinen bir diğer baskılama mekanizması, foton oluşum uzunluğu hedef kalınlığından büyük olduğu durumlarda etkindir ve deneysel olarak daha önce incelenmiştir. Kuramsal çalışmalar, hedef kalınlıklarının foton oluşum uzunluğundan daha da küçük olduğu durumlarda, bu baskılama mekanizmalarının ortadan kalktığını öngörmektedir. Bu durumda Bethe-Heitler frenleme ışıması karakteristiği yeniden kazanılmalıdır.Yapılan deney bu öngörüleri sınamak için ilk gözlemdir. CERN H4 hüzmesinden elde edilen 178GeV enerjili pozitronlar, birkaç mikron kalınlığında levhalarla oluşturulan iç yapılı hedefler üzerine gönderilerek deneyler gerçekleştirildi ve toplanan veriler analiz edildi.Sonuçlar, levha kalınlığı inceldikçe Bethe-Heitler ışımasının yeniden kazanılmasının ötesinde, gözlemlenen dağılımda düşük enerjilerde bir artış olduğunu ortaya koymaktadır. Bu artış hem iç yapılı hedeflerin yol açtığı girişim etkilerinden, hem de çoklu saçılmaya bağlı geçiş ışımasından kaynaklanabilir. Frenleme ışıması dağılımında görülen bu sapma, ince hedeflerin belli enerji aralıklarında yüksek enerjili foton elde etmek için kullanım olanaklarını sınırlayabilir.

Abstract:
The Bethe-Heitler bremsstrahlung spectrum generated by high energy electrons is suppressed due to multiple scattering along the photon formation length. This suppression mechanism is known as Landau-Pomeranchuk-Migdall effect and has already been observed in different experimental conditions. Another suppression mechanism, Ternovskii-Shul?ga-Fomin effect, appearing when the photon formation length is larger than the target thicknesses was previously experimentally investigated. The theory predicts that these suppression mechanisms will be vanished, if the thicknesses are much more smaller than the photon formation length. Then, the Bethe-Heitler bremstrahlung characteristics will be regained.This experiment is the first observation to verify these predictions. By using structured targets of a few micron thick foils with 178GeV positrons from CERN H4 beam, experiments are performed and the collected data are analyzed.The results show that for the thinner foils, apart from regaining the Bethe-Heitler spectrum characteristics, there is an increase in the amplitude of the observed spectrum at lower energies. This growing up can be due to both the structured target interference effects and the transition radiation originating from multiple scattering. This deviation from bremstrahlung distribution may restrict the region of applicability of thin foils as targets for energy-selective production of high energy photons.