中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點實驗室提出了一種基于尾場空泡加速的自旋過濾器，利用該方案有望獲得全光驅(qū)動的緊湊高能極化電子源。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《應(yīng)用物理評論》。

　　高能極化電子束被廣泛應(yīng)用于高能物理（粒子對撞機(jī)）、核物理、材料物理等領(lǐng)域，然而產(chǎn)生這樣的電子束一般依賴于龐大、造價高昂的傳統(tǒng)加速器。激光尾場加速具有超高的加速梯度，國際上過去十多年在電子能量、品質(zhì)的提升方面取得了顯著進(jìn)展，但極化粒子產(chǎn)生方面的研究幾近于無。

　　該研究團(tuán)隊獨立發(fā)展了包含自旋效應(yīng)的粒子模擬方法，開展激光極化粒子加速研究。研究表明，對于橫向預(yù)極化的等離子體靶，電子束的自旋進(jìn)動與其在相空間的位置相關(guān)，在特定相空間區(qū)域，電子的自旋進(jìn)動受到顯著抑制。同時，研究人員設(shè)計了一種X形過濾器，置于加速完成的電子束之后，過濾掉進(jìn)動顯著的電子，留下相空間中高極化率部分。該設(shè)計方案可以使得電子束極化率由最初的35%左右提升至80%以上。

　　“利用該方案產(chǎn)生的高能極化粒子束未來可用于正負(fù)電子對撞機(jī)的束流源。”專家表示，這項工作突破了先前利用尾場加速預(yù)極化電子加速的驅(qū)動源、等離子體源的參數(shù)限制。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.044064