Стробоскопический метод измерений основан на освещении вращающегося или колеблющегося тела короткими повторяющимися с известной частотой импульсами света и наблюдении при этом освещении специально нанесённых на тело меток. Благодаря способности клеток сетчатки сохранять раздражение в течение приблизительно 0,1 сек отражённый от отметки свет, попадая в глаз с частотой более 16 раз в сек, создаёт непрерывное раздражение сетчатки, и метка кажется неподвижной (при совпадении частот) или движущейся в ту или иную сторону. Зная частоту вспышек, можно определить частоту колебаний или вращения тела. Приборы, применяемые при стробоскопическом методе измерений называют стробоскопами.

При проведении mSR-экспериментов, требующих высокой точности измерения частоты прецессии спина мюона, а следовательно большой статистики, наилучшие результаты может дать стробоскопический способ измерений, в котором отсутствует ограничение на интенсивность пучка мюонов, связанное с требованием "только 1m и 1e" в фиксированном интервале измерения времен жизни отдельных мюонов. Стробоскопический метод измерения основан на синфазном сложении сигналов позитронов m->e распада от отдельных импульсов (банчей) микроскопической временной структуры мюонного пучка.

В настоящее время стробоскопический mSR-метод реализован только на мезонной фабрике PSI (рис.1). Временной интервал между импульсами (банчами) мюонного пучка (20 нс) определяется радиочастотной системой ускорителя протонов (F=50.633 MГц, DF/F~10^-8 ). Поляризованные мюоны, останавливаясь в образце, прецессируют в магнитном поле B с ларморовской частотой w_mu =g_mu*B. Таким образом, поляризация мюонов накачивается в образец с частотой повторения F. Конечная средняя поляризация мюонного ансамбля растет только в случае, если частота прецессии мюонов совпадает с частотой повторения импульсов пучка или с одной из ее гармоник m с точностью, определяемой конечным временем жизни мюона t_m , т.e.
|w_mu -2pi*m*F| < 1/t_m .
Поляризация мюонного ансамбля определяется стробоскопической техникой: позитроны от распада мюонов регистрируются позитронным телескопом, расположенным в плоскости прецессии мюонов во временных воротах, синхронизированных с временной структурой пучка (рис. 1). Таким образом, позитронный телескоп определяет величину и фазу мюонной поляризации в системе координат, вращающейся с частотой w.
Временные промежутки между соседними импульсами разбиваются на N одинаковых последовательных интервалов ("ворот"), положение которых жестко синхронизировано с положением импульсов. Процедура измерений состоит в определении N суммарных счетов, при регистрации позитронов от распада мюонов во временных "воротах", соответствующих номеру, отсчитываемому от каждого импульса. Таким образом снимаются N зависимостей счетов в воротах S_i(H) (i=1...N) от внешнего поля H. S_i будет иметь следующий вид:

S_i =N₀ l_i (1 + SUM{ A_eff * (2pi mF)(cos y_i,m - x_m sin y_i,m)/(1+x_m²)} ) ,

где N₀ – общее число позитронов, зарегистрированных позитронным телескопом, l_i – ширина ворот с номером i, A_eff – эффективная асимметрия, учитывающая конечную ширину банчей мюонного пучка, y_i,m – фаза ворот с номером i относительно банчей мюонного пучка. Зависимость количества позитронов, зарегистрированных во временных воротах i, от магнитного поля заключена в величине x_m , которая является отклонением частоты прецессии спина мюона от одной из гармоник рабочей частоты ускорителя – x_m =(w_mu -2pi*m*F)t_mu .

Нетрудно заметить, что при периоде прецессии мюона, кратном интервалу между импульсами, магнитные моменты первоначально поляризованных мюонов будут вращаться синфазно, что приведет, в конечном счете, к резонансным особенностям в зависимостях S_i(H). Сравнение этих зависимостей с теоретическими моделями позволяет с высокой точностью определять сдвиг среднего магнитного поля на мюоне в исследуемом образце относительно внешнего поля и оценивать скорость релаксации поляризации мюонов.
На рис. 2 приведен вид стробоскопического сигнала для двух из десяти стробоскопических ворот. В зависимости от фазы ворот относительно банчей мюонного пучка стробоскопический сигнал имеет форму либо кривой Лоренца, либо дисперсионной кривой, а в общем случае является их суперпозицией.

Благодаря накапливанию сигнала во времени стробоскопический осциллограф обладает высокой чувствительностью (единицы милливольт), а вырезке «сигнала» без помех узкими стробимпульсами из широкой полосы пропускания прибора (до 1 Гц) обеспечивает возможность анализировать переходные процессы в нано- и пикосекундном диапазоне (10^-9–10^-12 с) с малой погрешностью (1%) в большом динамическом диапазоне (10^-3–1 В). Этот стробоскопический метод исследований широко применяется для измерения амплитуд и мгновенных значений наносекундных повторяющихся импульсов. На аналогичных принципах работают стробоскопические детекторы и другие приборы.

 

Широко распространен стробоскопический метод измерения высоты звука, при котором звук музыкального инструмента задает частоту вспышек стробоскопической лампы. Лампа освещает рисунок на диске, вращающемся с известной частотой, и по кажущейся частоте движения рисунка на диске при стробоскопическом освещении определяют основную частоту тона. 

Стробоскопический метод исследований широко применяется для измерения амплитуд и мгновенных значений наносекундных повторяющихся импульсов. На аналогичных принципах работают стробоскопические детекторы и другие приборы.

Стробоскопический способ измерений используется для постановки mSR экспериментов, требующих высокой точности измерения частоты прецессии спина мюона, а следовательно большой статистики.

Использвоание данного метода обусловлено отсутствием ограничения на интенсивность пучка мюонов, связанного с требованием "только 1m и 1e" в фиксированном интервале измерения времен жизни отдельных мюонов. Стробоскопический метод измерения основан на синфазном сложении сигналов позитронов m->e распада от отдельных импульсов (банчей) микроскопической временной структуры мюонного пучка.