پاد ذرات الکترون ها را پوزیترون می گویند. آنها را می توان با ضربه زدن به هدفی از فلزات سنگین مانند تنگستن با الکترون های با جریان بالا و انرژی بالا ایجاد کرد. با این حال، هدف علاوه بر پوزیترون‌ها، تقریباً مقادیر مساوی الکترون تولید می‌کند که به طور همزمان توسط نیروهای الکتریکی و مغناطیسی در بخش جذب پوزیترون که به دنبال هدف می‌آید گرفتار می‌شوند.
الکترون ها و فوتون ها با نیروی مغناطیسی درست پس از فاز گرفتن از هم جدا می شوند. تشخیص همزمان پوزیترون و الکترون در بخش جذب کننده چالش برانگیز است. سه عامل دیدن واضح آنها را دشوار می کند:
- محیطی سخت برای تشعشع.
- کمبود فضا برای قرار دادن مانیتورهای پرتو.
- نیاز به تمایز بین پوزیترون و الکترون در مدت زمان کوتاه.
آنها در مقادیر زیادی در "SuperKEKB B-Factory" (SuperKEKB) تولید می شوند، جایی که آنها با روشنایی به الکترون ها خرد می شوند که رکوردهای جهانی را ثبت می کند. فیزیکدانان به رازهای ماده نگاه می کنند، ضد ماده عدم تعادل، و ردپای سایر ذرات عجیب و غریب خارج از مدل استاندارد با بررسی صدها الگوی فروپاشی مزون های B و مزون های ضد B در این برخوردها. یکی از مولفه های مهم این آزمایش، افزایش شدت پوزیترون برای افزایش نرخ برخورد است.
تیمی به رهبری پروفسور Tsuyoshi Suwada از KEK با موفقیت نوع جدیدی از مانیتور پرتو را در منبع پوزیترون SuperKEKB نصب کردند.
سوادا گفت:, ایده این است که از یک مانیتور پرتو پهن باند با یک آنتن میله ای ساده استفاده کنید. این ایده در تکنیک های تشخیص امواج فرکانس رادیویی به خوبی شناخته شده است. استفاده از پرتوهای ذرات باردار در شتاب‌دهنده‌های پرانرژی، مانند پرتوهای الکترونی و پوزیترونی، برای اولین بار در KEK با موفقیت آزمایش شد. به نظر می رسد که یک پرتو الکترونی (یا پوزیترونی) قبل از یک پرتو پوزیترونی (یا الکترونی) با فاصله زمانی در حوزه زمانی در بخش گرفتن.”
جالب اینجاست که ما در آزمایشات دریافتیم که فاصله زمانی بین الکترون ها و پوزیترون ها به طور پیچیده در محدوده 20 تا 280 ps به طور متوسط متفاوت است، و ترتیب حرکت آنها بسته به شرایط عملکرد بخش ضبط تغییر می کند. در فاز گرفتن صفر درجه، الکترون‌های با قطبیت سیگنال منهای قبل از پوزیترون‌ها با قطب سیگنال مثبت قرار می‌گیرند و فاصله زمانی 0 ps است.
در مرحله گرفتن 180 درجه، پوزیترون ها با پلاریته سیگنال مثبت، قبل از الکترون‌ها با قطبیت سیگنال منهای، و فاصله زمانی 140 ps است. معلوم شد که فاصله زمانی بین الکترون‌ها و پوزیترون‌ها به‌طور پیچیده‌ای در حوزه زمانی تغییر می‌کند و ترتیب سفر در فازهای جذب 50 و 230 درجه عوض می‌شود.
با اعمال در SuperKEKB، راندمان جذب بیشتر پوزیترون ها به SuperKEKB کمک کرد تا درخشندگی رکورد جهانی خود را بهبود بخشد.
"اطلاعات مفید در مورد آسیب تشعشع سیستم مانیتور پرتو است که باید در لیناک انژکتور در عملکرد طولانی مدت آن به دست آید. این مانیتور پرتو جدید را می توان در کارخانه های نسل بعدی B و e آینده استفاده کرد+ e- برخورد دهنده های خطی."
مرجع مجله:
- Suwada, T. مشاهده مستقیم فرآیند جذب پوزیترون در منبع پوزیترون کارخانه superKEKB B. نماینده علمی 12، 18554 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22030-5
