Positron Generation and Acceleration in a Self-Organized Photon Collider Enabled by an Ultraintense Laser Pulse

物理 正电子 对撞机 电子 消灭 光子 加速度 激光器 原子物理学 等离子体 核物理学 等离子体加速 反物质 直线粒子加速器 成对生产 梁(结构) 光学 量子力学
作者
Katsuhisa Sugimoto,Yingtian He,N. Iwata,I-Lin Yeh,Kavin Tangtartharakul,Alexey Arefiev,Y. Sentoku
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:131 (6)
标识
DOI:10.1103/physrevlett.131.065102
摘要

We discovered a simple regime where a near-critical plasma irradiated by a laser of experimentally available intensity can self-organize to produce positrons and accelerate them to ultrarelativistic energies. The laser pulse piles up electrons at its leading edge, producing a strong longitudinal plasma electric field. The field creates a moving gamma-ray collider that generates positrons via the linear Breit-Wheeler process---annihilation of two gamma rays into an electron-positron pair. At the same time, the plasma field, rather than the laser, serves as an accelerator for the positrons. The discovery of positron acceleration was enabled by a first-of-its-kind kinetic simulation that generates pairs via photon-photon collisions. Using available laser intensities of ${10}^{22}\text{ }\text{ }\mathrm{W}/{\mathrm{cm}}^{2}$, the discovered regime can generate a GeV positron beam with a divergence angle of around 10\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{} and a total charge of 0.1 pC. The result paves the way to experimental observation of the linear Breit-Wheeler process and to applications requiring positron beams.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CodeCraft应助辣椒油采纳,获得10
刚刚
mcw发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.2应助lidada123采纳,获得10
1秒前
1秒前
大个应助优雅的盼夏采纳,获得10
1秒前
万能图书馆应助吉格斯采纳,获得30
2秒前
phonon完成签到,获得积分10
2秒前
VanGogh完成签到,获得积分10
2秒前
打打应助原长卿采纳,获得10
2秒前
3秒前
平凡完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
库有引力他达完成签到,获得积分10
4秒前
HHHHH发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
邵初蓝发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
优雅酒窝发布了新的文献求助30
6秒前
科研通AI6.2应助pp采纳,获得10
6秒前
大个应助oneday采纳,获得10
7秒前
feixue完成签到,获得积分10
7秒前
cc2004bj应助赵玉珊采纳,获得150
7秒前
大模型应助seven采纳,获得10
8秒前
8秒前
douer完成签到,获得积分20
8秒前
科研通AI6.4应助wljys采纳,获得10
8秒前
8秒前
大胆麦片发布了新的文献求助10
9秒前
慕青应助茶米采纳,获得10
9秒前
泡泡发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
斯文败类应助荔枝丸采纳,获得10
9秒前
端庄梦松发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
mushanes完成签到 ,获得积分10
10秒前
大壳子发布了新的文献求助10
10秒前
ccc发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
忧郁荔枝完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Cardiac structure and function of elite volleyball players across different playing positions 500
CLSI H26-A2 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6242748
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8066565
关于积分的说明 16836968
捐赠科研通 5320601
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2833187
邀请新用户注册赠送积分活动 1810688
关于科研通互助平台的介绍 1666947