Fig.1 Una tipica struttura di accelerazione laser wakefiled e distribuzioni di campo. Attestazione:SIOM
I fasci di elettroni polarizzati ad alta energia sono ampiamente utilizzati nella fisica delle alte energie (collider lineari), fisica nucleare e scienza dei materiali. Però, tali fasci di elettroni polarizzati sono generalmente generati su acceleratori convenzionali che sono tipicamente molto grandi e costosi.
Recentemente, un gruppo di ricerca dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha proposto un metodo di filtro di spin per l'accelerazione su scia di fasci di elettroni altamente polarizzati. Il concetto promette un approccio completamente ottico per fornire sorgenti di elettroni polarizzati in modo economico e compatto. Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Applied.
Un raggio laser o particellare ad alta intensità che si propaga in un bersaglio pre-polarizzato guiderà un campo di riattivazione a bolle per accelerare gli elettroni. Durante questo processo, precesso di spin dell'elettrone nel campo di bolle.
Per mezzo di simulazioni particella-in-cella tridimensionali inclusa la dinamica di spin, gli scienziati hanno scoperto che la precessione di spin ha mostrato una dipendenza unica dall'angolo azimutale nello spazio delle fasi per il bersaglio polarizzato trasversalmente. In particolare, in una certa regione dello spazio delle fasi, la precessione di spin è stata significativamente soppressa.
Perciò, hanno proposto un filtro a forma di X per filtrare gli elettroni a bassa polarizzazione e lasciar passare la sezione altamente polarizzata. Questo semplice metodo ha purificato in modo efficiente la polarizzazione del fascio da circa il 35% a> 80%.
Fig.2 Lo schizzo per il filtro di spin. Attestazione:SIOM
Il metodo del filtro di spin è stato ulteriormente confrontato con simulazioni e la robustezza è stata discussa in dettaglio.
Questa idea riduce le limitazioni dei parametri per ottenere un fascio di elettroni altamente polarizzato tramite l'accelerazione di wakefield e motiva lo sviluppo di sorgenti di elettroni polarizzati guidate da laser per potenziali applicazioni come i futuri collisori elettrone-positrone.
