Elektronien antihiukkasia kutsutaan positroneiksi. Ne voidaan luoda lyömällä raskasmetallikohteeseen, kuten volframiin, suurivirtaisilla, korkeaenergiaisilla elektroneilla. Kuitenkin positronien lisäksi kohde tuottaa lähes yhtä suuret määrät elektroneja, jotka samanaikaisesti vangitaan sähköisten ja magneettisten voimien avulla kohdetta seuraavassa positronien sieppausosassa.
elektronit ja fotonit erotetaan magneettisella voimalla heti sieppausvaiheen jälkeen. On haastavaa havaita positroneja ja elektroneja sieppausosassa samanaikaisesti. Kolme tekijää vaikeuttaa niiden selkeää näkemistä:
- Säteilyä rasittava ympäristö.
- Tilan puute sädemonitorien sijoittamiseen.
- Tarve erottaa positronit ja elektronit lyhyessä ajassa.
Niitä syntyy suuria määriä "SuperKEKB B-Tehtaassa" (SuperKEKB), jossa ne murskataan elektroneiksi kirkkaudella, joka tekee maailmanennätyksiä. Fyysikot tutkivat aineen mysteereitä, antimateria epätasapainoa ja jälkiä muista eksoottisista hiukkasista, jotka eivät kuulu standardimalliin, tutkimalla satoja B-mesonien ja anti-B-mesonien hajoamiskuvioita näissä kohtaamisissa. Yksi tämän kokeen tärkeistä osista on positronin intensiteetin nostaminen törmäysnopeuden lisäämiseksi.
KEK:n professori Tsuyoshi Suwadan johtama tiimi asensi onnistuneesti uudentyyppisen sädemonitorin SuperKEKB-positronilähteeseen.
Suwada sanoi, ”Ajatuksena on käyttää laajakaistaista keilamonitoria yksinkertaisella sauva-antennilla. Tämä idea tunnetaan hyvin radiotaajuisten aaltojen havaitsemistekniikoissa. Ensimmäistä kertaa KEK:ssä kokeiltiin onnistuneesti varautuneiden hiukkassäteiden käyttöä korkeaenergisissa kiihdyttimissä, kuten elektroni- ja positronisäteissä. Osoittautuu, että elektronisäde (tai positronisäde) edeltää positronisädettä (tai elektronisädettä) tietyllä aikavälillä aika-alueella talteenotto-osio."
”Mielenkiintoista on, että havaitsimme kokeissa, että aikaväli elektroneja ja positroneja vaihtelee mutkikkaasti välillä 20-280 ps keskimäärin, ja niiden kulkujärjestys vaihtuu sieppausosan toimintatilan mukaan. Sieppausvaiheessa 0 astetta elektronit, joiden signaalin polariteetti on miinus, edeltävät positroneja, joiden signaalin napaisuus on plussaa, ja aikaväli on 137 ps.
"180 asteen talteenottovaiheessa positroneja plussignaalin napaisuus edeltää elektroneja, joiden signaalin polariteetti on miinus, ja aikaväli on 140 ps. Osoittautuu, että elektronien ja positronien välinen aikaväli vaihtelee monimutkaisesti aikatasolla, ja matkajärjestys vaihtuu 50 ja 230 asteen sieppausvaiheissa.
"SuperKEKB:hen lisätty positronien sieppaustehokkuus auttoi SuperKEKB:tä parantamaan maailmanennätyskirkkaustaan."
”Hyödyllistä tietoa on injektorin linacissa saatavista sädevalvontajärjestelmän säteilyvaurioista sen pitkäaikaisessa käytössä. Tätä uutta sädemonitoria voitaisiin soveltaa seuraavan sukupolven B-tehtailla ja tulevissa esim+ e- lineaariset törmäimet."
Lehden viite:
- Suwada, T. Positronien sieppausprosessin suora havainnointi superKEKB B-tehtaan positronilähteessä. Sci Rep 12, 18554 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22030-5
