電子の反粒子は陽電子と呼ばれます。これらは、タングステンなどの重金属のターゲットに大電流、高エネルギーの電子を当てることによって作成できます。しかし、ターゲットは陽電子に加えて、ほぼ同量の電子を生成し、ターゲットに続く陽電子捕獲セクションで電気力と磁力によって同時に捕獲されます。
電子 そして光子は捕捉フェーズの直後に磁力によって分離されます。捕捉部で陽電子と電子を同時に検出することは困難です。次の 3 つの要因により、それらを明確に見ることが困難になります。
- 放射線の影響を受けにくい環境。
- ビームモニターを設置するスペースがない。
- 陽電子と電子を短時間で区別する必要がある。
これらは「SuperKEKB B-Factory」（SuperKEKB）で大量に生成され、世界記録を樹立する明るさで電子に砕かれます。物理学者は物質の謎を研究し、 反物質 これらの遭遇におけるB中間子と反B中間子の何百もの崩壊パターンを調べることにより、不均衡、および標準モデルの外にある他のエキゾチック粒子の痕跡を明らかにします。この実験の重要な要素の 1 つは、衝突率を高めるために陽電子強度を高めることです。
KEKの須和田毅教授率いるチームは、SuperKEKB陽電子源に新型ビームモニターを設置することに成功した。
須和田 と, 「そのアイデアは、シンプルなロッドアンテナを備えた広帯域ビームモニターを使用することです。この考え方は、高周波検波技術ではよく知られています。電子線や陽電子線などの高エネルギー加速器で荷電粒子線を利用する実験にKEKで初めて成功した。電子 (または陽電子) ビームは、時間領域である程度の時間間隔をおいて陽電子 (または電子) ビームに先行することがわかります。 キャプチャセクション。」
「興味深いことに、我々は実験で次のことを発見しました。 電子と陽電子 平均20～280psの範囲で複雑に変化し、捕捉部の動作状況に応じて走行順序が入れ替わります。捕獲位相 0 度では、マイナスの信号極性を持つ電子がプラスの信号極性を持つ陽電子に先行し、その時間間隔は 137 ps です。
「180 度のキャプチャフェーズでは、 陽電子 プラスの信号極性を持つ電子はマイナスの信号極性を持つ電子に先行し、時間間隔は 140 ps です。電子と陽電子の時間間隔は時間領域で複雑に変化しており、50度と230度の捕獲位相で進行順序が入れ替わっていることが分かりました。」
「SuperKEKB に適用すると、陽電子の捕捉効率が向上し、SuperKEKB の世界記録の明るさが向上しました。」
「有益な情報は、長期運転中に入射線形加速器で得られるビーム監視システムの放射線損傷に関するものです。この新しいビームモニターは、次世代のBファクトリーや将来の電子ビームモニターに適用できる可能性があります。+ e– リニアコライダー。」
ジャーナルリファレンス：
- Suwada, T. superKEKB B ファクトリーの陽電子源における陽電子捕獲プロセスの直接観察。 Sci Rep 12、18554（2022）。 DOI： 10.1038/s41598-022-22030-5
