تسمى الجسيمات المضادة للإلكترونات بالبوزيترونات. ويمكن إنشاؤها عن طريق ضرب هدف من المعادن الثقيلة، مثل التنغستن، بإلكترونات عالية التيار وعالية الطاقة. ومع ذلك، بالإضافة إلى البوزيترونات، يولد الهدف كميات متساوية تقريبًا من الإلكترونات، يتم التقاطها في نفس الوقت بواسطة القوى الكهربائية والمغناطيسية في قسم التقاط البوزيترون الذي يتبع الهدف.
الإلكترونات ويتم فصل الفوتونات بالقوة المغناطيسية بعد مرحلة الالتقاط مباشرة. من الصعب اكتشاف البوزيترونات والإلكترونات في جزء الالتقاط في وقت واحد. هناك ثلاثة عوامل تجعل من الصعب رؤيتها بوضوح:
- بيئة صعبة الإشعاع.
- عدم وجود مساحة لوضع شاشات الشعاع.
- ضرورة التمييز بين البوزيترونات والإلكترونات في فترة زمنية قصيرة.
يتم توليدها بكميات كبيرة في "SuperKEKB B-Factory" (SuperKEKB)، حيث يتم سحقها إلى إلكترونات عند سطوع يسجل أرقامًا قياسية عالمية. علماء الفيزياء يبحثون في أسرار المادة، المادة المضادة عدم التوازن، وآثار الجسيمات الغريبة الأخرى خارج النموذج القياسي من خلال فحص مئات أنماط الاضمحلال للميزونات B والميزونات المضادة B في هذه اللقاءات. أحد العناصر المهمة في هذه التجربة هو رفع شدة البوزيترون لزيادة معدل الاصطدام.
نجح فريق بقيادة البروفيسور تسويوشي سوادا من KEK في تثبيت نوع جديد من أجهزة مراقبة الشعاع في مصدر البوزيترون SuperKEKB.
سوادة محمد, "الفكرة هي استخدام جهاز مراقبة عريض النطاق بهوائي قضيبي بسيط. وهذه الفكرة معروفة جيدًا في تقنيات الكشف عن موجات التردد الراديوي. تمت تجربته بنجاح باستخدام حزم الجسيمات المشحونة في المسرعات عالية الطاقة، مثل حزم الإلكترون والبوزيترون، لأول مرة في KEK. اتضح أن شعاع الإلكترون (أو البوزيترون) يسبق شعاع البوزيترون (أو الإلكترون) بفاصل زمني في المجال الزمني في قسم الالتقاط."
"ومن المثير للاهتمام أننا وجدنا في التجارب أن الفاصل الزمني بين الإلكترونات والبوزيترونات تختلف بشكل معقد في نطاق من 20 إلى 280 ps في المتوسط، ويتم تبادل ترتيب السفر الخاص بها اعتمادًا على حالة تشغيل قسم الالتقاط. في مرحلة الالتقاط البالغة 0 درجة، تسبق الإلكترونات ذات قطبية الإشارة السالبة البوزيترونات ذات قطبية الإشارة الموجبة، ويكون الفاصل الزمني 137 ps.
"في مرحلة الالتقاط بزاوية 180 درجة، البوزيترونات مع قطبية إشارة زائد تسبق الإلكترونات مع قطبية إشارة ناقص، والفاصل الزمني هو 140 ps. لقد اتضح أن الفاصل الزمني بين الإلكترونات والبوزيترونات يتغير بشكل معقد في المجال الزمني، ويتم تبادل ترتيب السفر عند مرحلتي الالتقاط 50 و230 درجة.
"بتطبيقه على SuperKEKB، ساعدت كفاءة الالتقاط المحسنة للبوزيترونات SuperKEKB على تحسين رقمه القياسي العالمي في اللمعان."
"المعلومات المفيدة تتعلق بالضرر الإشعاعي لنظام مراقبة الشعاع الذي سيتم الحصول عليه عند الحاقن الخطي أثناء تشغيله على المدى الطويل. يمكن تطبيق جهاز مراقبة الشعاع الجديد هذا في مصانع B من الجيل التالي والمستقبل e+ e- المصادمات الخطية."
المرجع مجلة:
- Suwada، T. المراقبة المباشرة لعملية التقاط البوزيترون في مصدر البوزيترون في مصنع superKEKB B. جمهورية التشيك 12 ، 18554 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22030-5
