Phản hạt của electron được gọi là positron. Chúng có thể được tạo ra bằng cách bắn vào mục tiêu kim loại nặng, chẳng hạn như vonfram, bằng các electron có dòng điện cao, năng lượng cao. Tuy nhiên, ngoài positron, mục tiêu còn tạo ra lượng electron gần như bằng nhau, đồng thời bị giữ bởi lực điện và lực từ trong phần bắt positron đi theo mục tiêu.
Điện tử và các photon bị tách ra bởi lực từ ngay sau giai đoạn bắt giữ. Việc phát hiện đồng thời các positron và electron trong phần bắt giữ là một thách thức. Ba yếu tố khiến chúng ta khó nhìn thấy chúng một cách rõ ràng:
- Một môi trường khó bức xạ.
- Thiếu chỗ để đặt màn hình chùm tia.
- Sự cần thiết phải phân biệt giữa positron và electron trong một khoảng thời gian ngắn.
Chúng được tạo ra với số lượng lớn trong “Nhà máy B SuperKEKB” (SuperKEKB), nơi chúng bị nghiền nát thành electron ở độ sáng lập kỷ lục thế giới. Các nhà vật lý nhìn vào những bí ẩn của vật chất, phản vật chất sự mất cân bằng và dấu vết của các hạt lạ khác nằm ngoài mô hình chuẩn bằng cách kiểm tra hàng trăm kiểu phân rã của meson B và meson phản B trong những cuộc gặp gỡ này. Một trong những thành phần quan trọng của thí nghiệm này là tăng cường độ positron để tăng tốc độ va chạm.
Một nhóm do Giáo sư Tsuyoshi Suwada của KEK dẫn đầu đã lắp đặt thành công một loại thiết bị giám sát chùm tia mới vào nguồn positron SuperKEKB.
Suwada nói, “Ý tưởng là sử dụng máy theo dõi chùm tia băng rộng với một ăng-ten dạng que đơn giản. Ý tưởng này được biết đến rộng rãi trong các kỹ thuật phát hiện sóng tần số vô tuyến. Nó đã được thử nghiệm thành công bằng cách sử dụng chùm hạt tích điện trong máy gia tốc năng lượng cao, chẳng hạn như chùm electron và positron, lần đầu tiên tại KEK. Hóa ra là một chùm electron (hoặc positron) đi trước chùm positron (hoặc electron) với một khoảng thời gian nào đó trong miền thời gian trong miền thời gian. phần chụp.”
“Thật thú vị, trong các thí nghiệm chúng tôi phát hiện ra rằng khoảng thời gian giữa electron và positron trung bình thay đổi phức tạp trong khoảng từ 20 đến 280 ps và thứ tự di chuyển của chúng thay đổi tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của phần chụp. Ở pha bắt 0 độ, các electron có cực tính tín hiệu âm đứng trước các positron có cực tính tín hiệu dương và khoảng thời gian là 137 ps.”
“Ở giai đoạn chụp 180 độ, positron với cực tính tín hiệu cộng đi trước các electron có cực tính tín hiệu âm và khoảng thời gian là 140 ps. Hóa ra khoảng thời gian giữa các electron và positron biến đổi phức tạp trong miền thời gian, và thứ tự di chuyển được hoán đổi ở các pha bắt 50 và 230 độ.”
“Được áp dụng vào SuperKEKB, hiệu suất thu giữ positron được nâng cao đã giúp SuperKEKB cải thiện độ sáng kỷ lục thế giới của nó.”
“Thông tin hữu ích là về mức độ hư hại do bức xạ của hệ thống giám sát chùm tia thu được tại linac kim phun trong quá trình hoạt động lâu dài của nó. Thiết bị giám sát chùm tia mới này có thể được áp dụng trong các nhà máy B thế hệ tiếp theo và các nhà máy trong tương lai.+ e– máy va chạm tuyến tính.”
Tạp chí tham khảo:
- Suwada, T. Quan sát trực tiếp quá trình thu giữ positron tại nguồn positron của nhà máy B superKEKB. Đại diện Sci 12, 18554 (năm 2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22030-5
