直接不雅观察电子和正电子捕获过程

宽带波束监视器，每 90 度放置四个杆状天线。
来源：KEK

正电子是电子的反粒子。

在SuperKEKB B-Factory（SuperKEKB），它们大量生产，并以天下记录的亮度粉碎成电子。
通过研究这些碰撞中B介子和反B介子的数百种衰变模式，物理学家研究了物质和反物质不平衡的秘密以及标准模型之外的其他奇异粒子的痕迹。
为了提高碰撞率，增加正电子强度是本实验的关键要素之一。

正电子可以通过将高电流和高能电子轰击到由重金属（如钨）制成的目标中来产生。
然而，在目标中产生相同数量的电子，并且它们同时被正电子捕获部分中的电力和磁力捕获，正电子捕获部分随后位于目标之后。
正电子在捕获部分之后通过磁力与电子分离。

在捕获部分同时独立检测正电子和电子是非常困难的。
捕获部分难以丈量的缘故原由有三个。
首先，险些没有空间安装任何光束监视器;第二，在辐射环境中，目标靠近仪表装置;第三，正电子和电子之间的韶光间隔非常短，由于它们险些同时通过捕获部分。

由KEK的Tsuyoshi Suwada教授领导的团队成功地将一种新型光束监视器安装到SuperKEKB正电子源中。
“我们的想法是利用带有大略杆状天线的宽带波束监视器，”诹访田说。
“这个想法在射频波探测技能中是众所周知的。
在科索沃能源公司首次成功地试验了在高能加速器中利用带电粒子束，例如电子束和正电子束。
事实证明，电子（或正电子）束显然先于正电子（或电子）束，在捕获部分的时域中具有一定的韶光间隔。

“有趣的是，我们在实验中创造的是，电子和正电子之间的韶光间隔均匀在20到280 ps的范围内错综繁芜地变革，并且它们的行进顺序根据捕获部分的操作条件互换。
在0度的捕获阶段，旗子暗记极性为负的电子明显先于正电子，旗子暗记极性为正电子，韶光间隔为137 ps。
在180度的捕获阶段，具有正旗子暗记极性的正电子明显先于具有负旗子暗记极性的电子，韶光间隔为140 ps。

“事实证明，电子和正电子之间的韶光间隔在时域中变革很大，并且在50度和230度的捕获阶段移动顺序互换，”诹访田补充道。
运用于SuperKEKB，正电子捕获效率的提高帮助SuperKEKB提高了其天下记录的亮度。

“我们相信这种新的光束监测器可以运用于下一代B工厂和未来的e+e线性对撞机，”诹访田总结道。
这项事情是通过科索沃能源公司（目前从属是IHEP）的穆罕默德阿卜杜勒拉赫曼博士的协作努力完成的。

这项研究于上个月揭橥在《科学报告》上。

更多信息：诹访田刚，在超级KEKB B工厂正电子源直接不雅观察正电子捕获过程，科学报告（2022）。
DOI： 10.1038/s41598-022-22030-5

期刊信息：科学报告