SuperKEKB Bfactory正电子源全球首次直接观测电子和正电子捕获过程

可以通过将高电流和高能电子轰击到由重金属(例如钨)制成的靶中来产生正电子。然而，在靶中不仅产生正电子而且还产生基本上相等数量的电子，并且它们在随后位于靶之后的正电子捕获部分中被电力和磁力同时捕获。在捕获部分之后，正电子通过磁力与电子分离。

迄今为止，在捕获部分同时独立检测正电子和电子是非常困难的。强辐射环境、安装任何束流监视器的边缘空间小、以及以非常短的时间间隔分别检测正电子和电子，这三个方面很难清楚地检测到它们。

KEK 的 Tsuyoshi Suwada 教授领导的团队成功地将新型束流监视器安装到 SuperKEKB 正电子源中。“我们的想法是使用带有简单杆状天线的宽带波束监视器，”Suwada 说。“这个想法在射频波检测技术中广为人知。它在 KEK 首次成功地在高能加速器中使用带电粒子束进行了实验，例如电子束和正电子束。事实证明，在捕获部分的时域中，电子(或正电子)束明显先于正电子(或电子)束，具有一定的时间间隔。”

“有趣的是，我们在实验中发现，电子和正电子之间的时间间隔在平均 20 到 280 ps 的范围内错综复杂地变化，并且它们的行进顺序根据捕获部分的操作条件而互换。在捕获阶段0度时，负信号极性的电子明显领先于正信号极性的正电子，时间间隔为137 ps。180度捕获相位时，正信号极性的正电子明显领先于负信号极性的电子，并且时间间隔为140 ps。事实证明，电子和正电子之间的时间间隔在时域上变化错综复杂，并且在50度和230度的捕获阶段交换了行进顺序。” 诹访田补充道。应用于SuperKEKB，

有用的信息是关于射束监测系统在其长期运行中在喷射器直线加速器处获得的辐射损伤。“我们相信这种新型光束监视器可以应用于下一代 B 工厂和未来的 e+e- 线性对撞机，”Suwada 总结道。这项工作是通过 KEK(目前隶属于 IHEP)的 Muhammad Abdul Rehman 博士的协作努力完成的。