Античастицы электронов называются позитронами. Их можно создать, поразив цель из тяжелого металла, например вольфрама, сильноточными электронами с высокой энергией. Однако помимо позитронов мишень генерирует почти равное количество электронов, одновременно захватываемых электрическими и магнитными силами в секции захвата позитронов, следующей за мишенью.
Электроны и фотоны разделяются магнитной силой сразу после фазы захвата. Одновременно обнаружить позитроны и электроны в захватывающей части сложно. Три фактора мешают их ясно увидеть:
- Радиационно-жесткая среда.
- Недостаток места для размещения лучевых мониторов.
- Необходимость различать позитроны и электроны за короткий промежуток времени.
Они генерируются в больших количествах на «Фабрике SuperKEKB B» (SuperKEKB), где дробятся в электроны с яркостью, устанавливающей мировые рекорды. Физики разгадывают тайны материи. антивещество дисбаланс и следы других экзотических частиц за пределами стандартной модели путем изучения сотен моделей распада B-мезонов и анти-B-мезонов в этих столкновениях. Одним из важных компонентов этого эксперимента является повышение интенсивности позитронов для увеличения частоты столкновений.
Команда под руководством профессора Цуёси Сувада из KEK успешно установила новый тип монитора луча в источник позитронов SuperKEKB.
Сувада — сказал, «Идея состоит в том, чтобы использовать широкополосный монитор с простой стержневой антенной. Эта идея хорошо известна в методах обнаружения радиочастотных волн. Впервые в КЕК был успешно проведен эксперимент по использованию пучков заряженных частиц в ускорителях высоких энергий, таких как пучки электронов и позитронов. Оказывается, что пучок электронов (или позитронов) предшествует пучку позитронов (или электронов) с некоторым интервалом времени во временной области в раздел захвата».
«Интересно, что в ходе экспериментов мы обнаружили, что временной интервал между электроны и позитроны в среднем меняется в диапазоне от 20 до 280 пс, а порядок их движения меняется в зависимости от режима работы секции захвата. На фазе захвата 0 град электроны с минусовой полярностью сигнала предшествуют позитронам с плюсовой полярностью сигнала, а временной интервал составляет 137 пс».
«На этапе захвата 180 град. позитроны с плюсовой полярностью сигнала предшествуют электронам с минусовой полярностью сигнала, а временной интервал составляет 140 пс. Оказывается, временной интервал между электронами и позитронами причудливо меняется во временной области, а порядок перемещения меняется на фазах захвата 50 и 230 градусов».
«Увеличенная эффективность захвата позитронов, примененная в SuperKEKB, помогла SuperKEKB улучшить свой мировой рекорд по светимости».
«Полезную информацию о радиационных повреждениях системы контроля луча предстоит получить на инжекторном линейном ускорителе при его длительной эксплуатации. Этот новый лучевой монитор может быть применен на B-фабриках следующего поколения и в будущих электронных устройствах.+ e– линейные коллайдеры».
Справочник журнала:
- Сувада, Т. Прямое наблюдение процесса захвата позитронов в источнике позитронов B-фабрики superKEKB. Sci Rep 12, 18554 (2022). ДОИ: 10.1038/s41598-022-22030-5
