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强场激光物理国家重点实验室在正电子加速研究中取得进展

2021-11-11作者:浏览次数:607
最近,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在正电子加速研究中取得了进展,研究小组首次利用干涉渡越辐射加速正电子,得到了准单能的高质量正电子源。
上海光机所正电子加速研究获进展
在利用激光尾场的加速电子研究中,现在实验室得到的高电子能是7.8 GeV。 但是,作为电子反物质的正电子利用尾场对其加速面临着严峻的挑战,正电子通常需要预先产生并注入尾场,更重要的是被散焦问题困扰。 研究小组提出了一体化正电子生成、注入、加速的新方案。 该提案首先分为利用激光和气体靶的作用通过尾场加速得到大电荷量小的发散角的高能电子束这三个阶段。 然后利用该电子束和铜靶的作用,通过Bethe-Heitler(BH  )工艺大量产生正负电子对。 第三阶段是电子从铜靶后面逃逸时产生非常强的相干渡越辐射场,该渡越辐射场可以捕获正电子,得到长距离加速。 仿真结果表明,相干渡越辐射场可以达到10 GV/m的水平,经过400 mm的加速,正电子的能量峰值为500 MeV,可以分散到24.3%,截止能量为1.5 GeV。 另外,在加速中施加30 T的纵向磁场,进一步约束电子和正电子。 这个提案为获得高能正电子源提供了新的方法。
研究得到了科技部、中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院科学装备研究计划和国家自然科学基金的支持。


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