「物理」如何才能测量到：具有奇异磁结构和量子态的材料？( 二 )
研究团队还开发了两个独立的冷却系统 ， 使研究人员能够研究磁结构如何随着温度的变化而变化 。第一个系统冷却位于样品两侧的两个球形中子极化分量 ， 使其超导 。第二个系统引入了一个额外具有液氦自动充填能力的低温恒温器 ， 使研究人员可以更容易地在一定温度范围内探索材料 ， 而不会干扰第一个系统中超导所需的温度 ， 最后 ， 用更高效的材料制作了球形中子偏振装置 。
以前的设计将铌用于超导薄片 ， 而新设计使用了一种超导温度为93开尔文(-292°F)的钇钡铜氧化物(YBCO) ， 这比其前身铌的温度高得多 。此外 ， 超导薄膜与金属钼磁轭耦合在一起 ， 屏蔽所有其他磁场 ， 并在样品周围建立零场 ， 以研究材料在其自然状态下的自旋 。达到超导性需要相当大的冷却功率 ， 铌需要冷却到10K以下才能保持超导电性 ， 所以欧洲的设计需要很大的冷却系统 ， 而这些冷却系统必须经常手动补充液氦 。
有了高温YBCO薄膜 ， 可以使用单级闭路制冷机将薄膜冷却到远低于其临界温度 ， 所以不担心超导电性的任何损失 。而且 ， 有了为恒温器和闭路循环制冷系统增加的液氦自动填充系统 ， 该设备将更容易使用 ， 效率也更高 。更重要的是 ， 与以前的系统相比 ， 该系统非常小型 。高温超导体消除了对大型冷却系统的需求 ， 使其可以移动 。如果说有什么不同的话 ， 那就是证明了该设备的便携程度 ， 该系统已经成功地进行了测试：
其中使用了包括硅、锰氧化物和铋铁氧化物在内的几种已知材料进行了全极化测量 。研究团队计划在HFIR的PTAX三轴光谱仪和GP-SANS衍射仪上实施该系统 ， 该系统将针对反应堆的稳态中子束进行优化 ， 预计到2020年底全面具备能力 。并将专门为SNS的HYSPEC仪器开发类似球面中子偏振装置 ， 这将使其成为世界上唯一将超级反射镜阵列和广角能力结合在一起的仪器 。该设备还将受益于SNS脉冲源加速器提供的独特功能 。
博科园｜研究/来自：橡树岭国家实验室
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