上海光機所在正電子加速方面取得新進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在正電子 加速方面取得進展，研究團隊首次提出利用相干渡越輻射加速正電子，得到了準單能的高品質正電子源，相關成果發(fā)表于《通訊-物理學》(Communications Physics）。 $}vk+.!*1  
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利用激光尾場加速電子研究中，目前實驗室所能獲得的最高電子能量為7.8 GeV。但是對于電子的反物質-正電子，利用尾場對其加速面臨著比較嚴峻的挑戰(zhàn)，正電子通常需要預先產(chǎn)生并注入到尾場中，而且更關鍵的是會遇到散焦問題的困擾。研究團隊提出了一個集正電子產(chǎn)生、注入和加速于一體的新方案。該方案分為三個階段：首先利用激光與氣體靶作用通過尾場加速得到大電荷量小發(fā)散角的高能電子束；然后利用該電子束與銅靶作用，通過Bethe-Heitler（BH）過程產(chǎn)生大量的正負電子對；第三個階段則是電子從銅靶后表面逸出時會產(chǎn)生非常強的相干渡越輻射場，該渡越輻射場能夠捕獲正電子，并使其獲得長距離加速。模擬結果顯示，相干渡越輻射場能達到10 GV/m的水平，且經(jīng)過400 mm的加速，正電子的能量峰值為500 MeV，能散為24.3%，截止能量為1.5 GeV。同時，在加速過程中外加了30 T的縱向磁場進一步約束電子和正電子。該方案為獲得高能正電子源提供了一種新方法。 q 4Pv\YO  
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相關研究得到科技部、中科院先導B項目、中科院科學裝備研究計劃和國家自然科學基金的支持。 p@pb[Bx~[  
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原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s42005-020-00471-6