전자의 반입자를 양전자라고 합니다. 고전류, 고에너지 전자로 텅스텐과 같은 중금속 표적을 타격하여 생성할 수 있습니다. 그러나 표적은 양전자 외에도 표적을 따라가는 양전자 포획 구간에서 전기력과 자기력에 의해 동시에 포획되는 거의 동일한 양의 전자를 생성합니다.
전자 광자는 포획 단계 직후 자기력에 의해 분리됩니다. 포획 부분에서 양전자와 전자를 동시에 검출하는 것은 어렵습니다. 세 가지 요인으로 인해 명확하게 확인하기가 어렵습니다.
- 방사선에 강한 환경.
- 빔 모니터를 배치할 공간이 부족합니다.
- 단기간에 양전자와 전자를 구별할 필요가 있다.
이 물질은 “SuperKEKB B 공장”(SuperKEKB)에서 대량으로 생성되며, 이곳에서 세계 기록을 세우는 밝기로 전자로 분쇄됩니다. 물리학자들은 물질의 신비를 탐구하고, 반물질 이러한 만남에서 B 중간자와 항-B 중간자의 수백 가지 붕괴 패턴을 조사하여 불균형, 표준 모델 외부의 다른 외래 입자의 흔적을 찾아냅니다. 이 실험의 중요한 구성 요소 중 하나는 양전자 강도를 높여 충돌 속도를 높이는 것입니다.
KEK의 스와다 츠요시 교수가 이끄는 팀은 SuperKEKB 양전자 소스에 새로운 유형의 빔 모니터를 성공적으로 설치했습니다.
스와다 말했다, “간단한 막대 안테나를 갖춘 광대역 빔 모니터를 사용하는 것이 아이디어입니다. 이 아이디어는 무선 주파수 파동 탐지 기술에서 잘 알려져 있습니다. KEK에서는 처음으로 전자빔, 양전자빔 등 고에너지 가속기에서 하전입자빔을 사용하는 실험에 성공했습니다. 전자(또는 양전자) 빔은 시간 영역에서 일정 시간 간격을 두고 양전자(또는 전자) 빔보다 앞서는 것으로 밝혀졌습니다. 캡처 섹션.”
“흥미롭게도 우리는 실험을 통해 전자와 양전자 평균 20~280ps 범위로 복잡하게 변하며, 포획 구간의 작동 조건에 따라 이동 순서가 바뀐다. 0도의 포획 단계에서 마이너스 신호 극성을 갖는 전자는 플러스 신호 극성을 갖는 양전자보다 앞서며 시간 간격은 137ps입니다.
“180도 캡처 단계에서 양전자 플러스 신호 극성을 갖는 전자는 마이너스 신호 극성을 갖는 전자보다 앞에 있으며 시간 간격은 140ps입니다. 전자와 양전자 사이의 시간 간격은 시간 영역에서 복잡하게 변하며 이동 순서는 50도와 230도의 포획 단계에서 바뀌는 것으로 나타났습니다."
"SuperKEKB에 적용된 향상된 양전자 포집 효율은 SuperKEKB의 광도 세계 기록을 향상시키는 데 도움이 되었습니다."
“유용한 정보는 장기간 작동 시 인젝터 선형기에서 얻을 수 있는 빔 모니터 시스템의 방사선 손상에 관한 것입니다. 이 새로운 빔 모니터는 차세대 B-factory 및 향후 e에 적용될 수 있습니다.+ e- 선형 충돌기.”
저널 참조 :
- Suwada, T. superKEKB B 공장의 양전자 소스에서 양전자 포집 과정을 직접 관찰합니다. Sci Rep 12, 18554(2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22030-5
