Fig.1 Une structure d'accélération laser et des distributions de champ typiques. Crédit :SIOM
Les faisceaux d'électrons polarisés à haute énergie sont largement utilisés en physique des hautes énergies (collisionneurs linéaires), physique nucléaire et science des matériaux. Cependant, de tels faisceaux d'électrons polarisés sont généralement générés sur des accélérateurs conventionnels qui sont généralement très grands et coûteux.
Récemment, une équipe de recherche de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé une méthode de filtre de spin pour l'accélération de faisceaux d'électrons hautement polarisés. Le concept promet une approche entièrement optique pour fournir des sources d'électrons polarisés d'une manière rentable et compacte. L'étude a été publiée dans Physical Review Applied.
Un laser à haute intensité ou un faisceau de particules se propageant dans une cible pré-polarisée entraînera un champ de sillage de bulles pour accélérer les électrons. Au cours de ce processus, les spins des électrons précessent dans le champ de la bulle.
Au moyen de simulations tridimensionnelles de particules dans la cellule, y compris la dynamique de spin, les scientifiques ont découvert que la précession de spin montrait une dépendance unique de l'angle azimutal dans l'espace des phases pour une cible polarisée transversalement. En particulier, dans une certaine région de l'espace des phases, la précession de spin a été significativement supprimée.
Par conséquent, ils ont proposé un filtre en forme de X pour filtrer les électrons de faible polarisation et laisser passer la section fortement polarisée. Cette méthode simple a purifié efficacement la polarisation du faisceau d'environ 35% à> 80%.
Fig.2 Le croquis pour le filtre de spin. Crédit :SIOM
La méthode du filtre de spin a été davantage comparée par des simulations et la robustesse a été discutée en détail.
Cette idée assouplit les limites des paramètres pour l'obtention d'un faisceau d'électrons hautement polarisé via l'accélération du champ de sillage et motive le développement de sources d'électrons polarisés commandées par laser pour des applications potentielles telles que les futurs collisionneurs électron-positon.
