Erste Polarisationsmessungen mit neuer 50-keV-Quelle an ELSA

Im Februar 2000 wurde das neue Injektionssystem für polarisierte Elektronenstrahlen an ELSA in Betrieb genommen. Dieses Injektionssystem besteht aus der neu aufgebauten 50-keV-Quelle und der ersten Struktur des ehemaligen Linearbeschleunigers der Universität Mainz.
Durch Einsatz eines Be-InGaAs/Be-AlGaAs Superlattice Kristalls in der Quelle können Pulsströme von 100 mA mit exzellenter Pulsstabilität bei hoher Polarisation erreicht werden. Aufgrund der hohen Transfereffizienz von der Quelle zum Linearbeschleuniger (> 95 %) werden Ströme von bis zu 1 nA am GDH-Experiment erreicht.
Bei einer Extraktionsenergie von 1.82 GeV ist der Spin der Elektronen am Møller-Target vollständig longitudinal ausgerichtet und die mit dem Møller-Polarimeter gemessene Polarisation ist identisch mit der Polarisation bei der Extraktion aus ELSA. Mit Hilfe von Solenoiden in der Strahlführung zwischen pol. Quelle und LINAC kann der Spin der Elektronen gedreht werden. Abhängig von diesem Drehwinkel mißt man am dem Møller-Polarimeter eine sinusförmige Modulation der Polarisation.

Die Ergebnisse dieser Messung (maximale Polarisation  72.3 % ± 0.5 %) sind in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Polarisationsmessungen mittels Mott-Streuung bei 50 keV. Das bedeutet, daß bei der Beschleunigung bis 1.82 GeV im Synchrotron und in ELSA kein signifikanter Polarisationsverlust durch depolarisierende Resonanzen auftritt.
Bei höheren Endenergien kommt es in ELSA an depolarisierenden Resonanzen zu Polarisationverlusten, wobei aber bei 3.0 GeV, der höchsten Energie bei der das GDH-Experiment Daten genommen hat, immer noch ca. 50 % Polarisation in ELSA vorhanden sind.
Während der Messungen für das GDH-Experiment wurde der Kristall vor Beginn einer Messperiode jeweils ausgeheizt und neu aktiviert. Danach betrug die Lebensdauer für die Elektronenemission jeweils mehr als 1000 Stunden. Dadurch war es praktisch während der gesamten GDH-Messungen möglich, die pol. Quelle in der Raumladungsbegrenzung zu betreiben und somit einen konstanten Strahlstrom an der Quelle zu erhalten.

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