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Messungen ohne äußeres Magnetfeld

Legt man kein äußeres Magnetfeld an (tex2html_wrap_inline5789), so tritt tex2html_wrap_inline5291SR otation nur im geordneten, ferromagnetischen Bereich magnetischer Materialien auf: Aufgrund der spontanen Magnetisierung tex2html_wrap_inline5793 innerhalb der Domänen ist auch hier ein lokales Magnetfeld tex2html_wrap_inline5795 am Zwischengitterplatz des Myons vorhanden, um das die Myonen präzedieren gif.
Man nennt dies spontane tex2html_wrap_inline5291SR otation. Die Messungen im ferromagnetischen Bereich von Gadolinium (Kap. gif) sind ein typisches Beispiel solcher Messungen.

Im ungeordneten, paramagnetischen Bereich ist ohne ein äußeres Magnetfeld tex2html_wrap_inline5789 jedoch keine Magnetisierung vorhanden, und somit keine tex2html_wrap_inline5291SR otation beobachtbar.
Die interessierende Größe ist allein die longitudinale Relaxationsfunktion tex2html_wrap_inline5815, d.h. der Abfall der ursprünglichen Spinpolarisation aufgrund statischer oder dynamischer Feldverteilungen. Im Gegensatz zu Transversalfeldmessungen findet keine Beeinflussung der inneren, magnetischen Felder statt und man erhält direkte, unverfälschte Informationen über Veränderungen bzw. Vorgänge auf mikroskopischer, lokaler Ebene. Dies ist vorallem für die Untersuchung kritischer Phänomene am magnetischen Phasenübergang entscheidend, da zum einen kritische Exponenten nur für verschwindendes, äußeres Feld definiert sind gif, und zum anderen die für tex2html_wrap_inline5817 steigende Magnetisierung der Probe in einem selbst geringen, äußeren Feld zu beträchtlichen Inhomogenitäten führen kann.

  
Figure: Experimenteller Aufbau und resultierende Zählrate dN(t)/dt
einer tex2html_wrap_inline5291SR-Nullfeldmessung bzw. -Longitudinalfeldmessung

Abbildung gif zeigt experimentellen Aufbau und resultierende Positronenzählrate
dN(t)/dt einer tex2html_wrap_inline5291SR-Nullfeldmessung:


equation624

Der Phasenwinkel tex2html_wrap_inline5735 beschreibt wiederum die Stellung des Positronendetektors relativ zur Polarisationsrichtung des Myonenstrahls. Maximal unterschiedliche Zählraten ergeben sich für Positionierung in (tex2html_wrap_inline5829: Forward) und entgegengesetzt (tex2html_wrap_inline5831: Backward) zur Strahl- bzw. Polarisationsrichtung. Die longitudinale Relaxationsfunktion tex2html_wrap_inline5815 ergibt sich unmittelbar aus dem sogenannten (Vorwärts-Rückwärts-) Asymmetrie-Spektrum gif:


 equation636

Der Faktor tex2html_wrap_inline5839 normiert die unterschiedlichen Zählraten der Detektoren (aufgrund verschiedener Bauweise, Effizienz oder Positionierung) gif.

Die longitudinale Relaxationsfunktion tex2html_wrap_inline5815 besitzt eine Zeitabhängigkeit, die deutlich von der der transversalen tex2html_wrap_inline5749 abweicht. Abb. gif macht den Unterschied deutlich.

  
Figure: Vergleich der transversalen tex2html_wrap_inline5749 und longitudinalen tex2html_wrap_inline5815 Relaxation
für statische Feldverteilungen (tex2html_wrap_inline5855).

Nachdem bei den Transversalfeldmessungen an paramagnetischen Gadolinium der beträchtliche Einfluß des äußeren Feldes klar wurde, wurden Messungen ohne äußeres Feld durchgeführt. Wegen der schnellen Fluktuationen der lokalen Magnetfelder im Gadolinium und der schnellen Myonendiffusion in der CuBe-Hochdruckzelle ist bei diesen Messungen nur eine exponentielle Dämpfung ohne Wiederanstieg sichtbar. Gemessen wurde die longitudinale, dynamische Relaxationsrate tex2html_wrap_inline5893. Dies waren zugleich die ersten Nullfeldmessungen, die am Hochdruck-tex2html_wrap_inline5291SR-Spektrometer erfolgreich durchgeführt wurden (Kap. gif).


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ernst schreier
Fri Mar 14 11:46:58 MET 1997