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【中国科学报】新型自旋过滤器使电子束极化率跃升

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-02 03:58:01    浏览次数:8
导读

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +  中国科学技术大学(简称“中科

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  中科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提出了一种基于尾场空泡加速的自旋过滤器,利用该方案有望获得全光驱动的紧凑高能极化电子源。相关研究成果近日发表于《应用物理评论》。

  高能极化电子束被广泛应用于高能物理(粒子对撞机)、核物理、材料物理等领域,然而产生这样的电子束一般依赖于庞大、造价高昂的传统加速器。激光尾场加速具有超高的加速梯度,国际上过去十多年在电子能量、品质的提升方面取得了显著进展,但极化粒子产生方面的研究几近于无。

  该研究团队独立发展了包含自旋效应的粒子模拟方法,开展激光极化粒子加速研究。研究表明,对于横向预极化的等离子体靶,电子束的自旋进动与其在相空间的位置相关,在特定相空间区域,电子的自旋进动受到显著抑制。同时,研究人员设计了一种X形过滤器,置于加速完成的电子束之后,过滤掉进动显著的电子,留下相空间中高极化率部分。该设计方案可以使得电子束极化率由最初的35%左右提升至80%以上。

  “利用该方案产生的高能极化粒子束未来可用于正负电子对撞机的束流源。”专家表示,这项工作突破了先前利用尾场加速预极化电子加速的驱动源、等离子体源的参数限制。

  中科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提出了一种基于尾场空泡加速的自旋过滤器,利用该方案有望获得全光驱动的紧凑高能极化电子源。相关研究成果近日发表于《应用物理评论》。

  高能极化电子束被广泛应用于高能物理(粒子对撞机)、核物理、材料物理等领域,然而产生这样的电子束一般依赖于庞大、造价高昂的传统加速器。激光尾场加速具有超高的加速梯度,国际上过去十多年在电子能量、品质的提升方面取得了显著进展,但极化粒子产生方面的研究几近于无。

  该研究团队独立发展了包含自旋效应的粒子模拟方法,开展激光极化粒子加速研究。研究表明,对于横向预极化的等离子体靶,电子束的自旋进动与其在相空间的位置相关,在特定相空间区域,电子的自旋进动受到显著抑制。同时,研究人员设计了一种X形过滤器,置于加速完成的电子束之后,过滤掉进动显著的电子,留下相空间中高极化率部分。该设计方案可以使得电子束极化率由最初的35%左右提升至80%以上。

  “利用该方案产生的高能极化粒子束未来可用于正负电子对撞机的束流源。”专家表示,这项工作突破了先前利用尾场加速预极化电子加速的驱动源、等离子体源的参数限制。

 
关键词: 过滤器
(文/小编)
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