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激光尾波场加速极化的千安培电子束

发布时间: 2019-08-20 16:41:58   作者:本站编辑   来源: PHYSICAL REVIEW LETTERS   浏览次数:

  

   

  极化的电子束,光子束,正电子束广泛应用于材料科学,如原子、核物理、粒子物理。实际上精确的测量自旋过程使物理研究将超出标准模型范畴。极化的电子束也可产生偏振光子和正电子,并用于解决宇宙中物质和反物质不对称等问题。

  当前,极化电子束主要在储存环中由Sokolov-Ternov效应产生,或者从极化的原子和极化的光阴极中提取。然而,从储存环或者光阴极中捕获的极化电子束最大电流不超过0.1A。其他方案,如自旋滤波器,施特恩盖拉赫束流分束器,辐射极化器也会产生相对地的电流。

  

  1. (a)飞秒激光光路设计(b)纵向等离子体密度轮廓(c)尾波及角向磁场

  本研究提出一种方案可产生比当前方法高出4个量级的极化电子束。方案采用圆偏振的极紫外光电离气体并极化电子,此后用激光尾场电子加速设计。方案如图1所示,几百微焦耳线偏振飞秒激光由分束器分为两束,其中一束经光栅对展宽至几百皮秒,并由第二个分束器分为两束,一束皮秒脉冲用于在电离前准直分子,另一束通过BBO倍频,并经窄带镀膜镜带宽被窄化。UV激光脉冲经四分之一玻片转换为圆偏振并聚焦到气体靶上,第二束则通过延迟线并驱动尾场电子加速,两者之间的延迟远小于1ns

  研究发现激光尾波场加速过程导致的退极化率仅为10%,同当前的诸多方案相比,本方案极化电子束流强将增加4个数量级。

  摘译自:Meng Wen et al. Polarized Laser-WakeField-Accelerated Kiloampere Electron Beams.  122, 214801 (2019)

 

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