Electron (positron) beam polarization by Compton scattering on circularly polarized laser photons
在许多论文中，人们提出了一种在储存环或直线对撞机上实现电子（正电子）激光极化的方法。我们表明，这些建议是不正确的，并基于错误的模拟中的多次康普顿散射和康普顿自旋翻转截面的计算。我们认为，在这种方法中的平衡极化是零。
2003-01-31 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Single-Pass Lazer Polarization of Ultrarelativistic Positrons
提出了产生极化相对论正电子的新方法。一束被加速到几个GeV的非极化正电子可以在与强烈的圆极化激光波正面碰撞时被极化。在多次康普顿背散射过程之后，初始正电子可能会损失其能量的相当大的一部分，并且因此可能获得显著的纵向极化。得到了正电子终态能量和极化度随闪光参数变化的简单公式。并将该方法与已知方法的效率进行了比较。结果表明，该方法具有一定的优越性。
2000-01-03 physics.acc-ph
Positron Sources for Future High Energy Physics Colliders
为了满足未来$e^+e^-$高能物理对撞机的亮度要求，需要一个前所未有的正电子平均电流。此外，为了获得精确的前沿物理学，这些机器需要正电子极化，以便能够探索许多HEP过程截面中的极化依赖性，减少背景并将手征物理学研究的范围扩展到标准模型之外。ILC有一个成熟的计划，极化正电子源的基础上转换在薄靶的圆极化伽马产生通过通过主高能电子束在一个长的超导螺旋波荡器。紧凑型对撞机（CLIC、C3和基于先进加速器的概念）采用简化的方法，目前不计划在其基线设计中使用极化正电子，但可以从开发极化正电子生产的紧凑型替代解决方案中受益匪浅。增加正电子电流，极化纯度和简化工程设计都是加速器技术进步可能产生重大影响的机会。本白皮书描述了该领域的现状，并提供了极化正电子源的短期和长期研发途径。
2022-04-28 physics.acc-ph
Polarized positrons for the ILC - update on simulations
为了在未来的国际直线对撞机（ILC）上实现极高的电子-正电子束碰撞亮度，预计将采用基于波荡器的源，该源具有约230米的螺旋波荡器和以约100米/秒的切向速度旋转的薄钛合金靶缘。必须仔细分析沉积在靶上的非常高的热密度。在FLUKA中计算了光子束在靶中沉积的能量。在ANSYS中模拟了一次集束训练后靶材料中产生的应力。
2012-02-03 physics.acc-ph
A system of beam energy measurement based on the Compton backscattered laser photons for the VEPP-2000 electron-positron collider
介绍了VEPP-2000正负电子对撞机束流能量测量系统。采用了$CO$激光光子在电子束上的康普顿背散射方法。射束能量确定的相对系统不确定度估计为6 \cdot 10^{-5}。它是通过比较康普顿背散射法和共振退偏法的束流能量测量结果得到的。
2013-10-29 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Polarized positron production at MeV electron accelerators
极化正电子的极化电子（PEPPo）实验已经证明了由极化电子束的韧致辐射在高- $Z$靶中产生的从电子到正电子的极化的有效转移。在初始电子束动量为8.19MeV/ $c$的条件下，测量到的正电子极化率高达82%，只受电子束极化率的限制。结合极化电子源的高强度和高极化性能，该技术将有效的极化正电子能力从GeV扩展到MeV电子加速器。本演示回顾了PEPPo原理验证实验，并讨论了未来应用的前景。
2017-11-27 physics.acc-ph physics.atom-ph
Design of Pre-Dumping Ring Spin Rotator with a Possibility of Helicity Switching for Polarized Positrons at the ILC
偏振光束的使用提高了在国际直线对撞机上进行精密测量的可能性。为了保持在电子束传输过程中的极化度，自旋旋转器被包括在当前的TDR ILC晶格中。在这份报告中，使用组合的自旋旋转器/自旋翻转器的一些优点进行了讨论。介绍了DESY在2012年开发的自旋翻转器的几种可能的晶格设计。
2016-02-29 physics.acc-ph
Evaluation of a High-Power Target Design for Positron Production at CEBAF
本文评估了 CEBAF 极化正电子源中 4 mm 厚旋转钨靶在水冷铜盘上的高功率设计，结合 ANSYS 热力学分析与 FLUKA 辐射损伤评估验证其可行性。
2023-09-24 physics.acc-ph
Generation of circularly polarized photons for a linear collider polarized positron source
评述了为未来直线对撞机获得纵向极化正电子的各种方法。特别注意的方案，使用圆偏振的高能光子的正电子生产。最有效地，这样的光子从电子通过螺旋波荡器或与圆偏振激光波碰撞获得。详细讨论了电子螺旋运动时辐射的光谱和偏振。一个新的简单的介绍已知的公式是用来占的影响，波的强度，电子束的角发散，辐射的准直，和横向和时间分布的激光束上的辐射特性。
2004-09-15 hep-ph physics.acc-ph
Recent Advances in Electron and Positron Sources
电子和正电子源的最新进展导致了在大多数情况下由先进加速系统的日益增长的需求驱动的新能力。本文介绍了用于较亮束流和高平均电流束流的电子源。本文还讨论了极化电子束的现状和面临的挑战。正电子源，最近的活动，在未来的对撞机的极化正电子束的发展进行了评论。最后提出了将激光冷却与光束偏振相结合的新方案。
2000-08-08 physics.acc-ph
Heat Load and Stress Studies for an Design of the Photon Collimator for the ILC Positron Source
正电子源的ILC基线设计是基于螺旋波荡器的辐射在薄靶中产生正电子。由于在螺旋波荡器中产生的光子束是圆偏振的，所以所产生的正电子束是纵向偏振的。在正电子靶的上游使用光子准直器，可以增强正电子极化。然而，光子束强度在准直器材料中产生巨大的热负荷。本文讨论了光子准直器的热负荷和散热问题，并提出了设计解决方案。
2012-02-27 physics.acc-ph
Physics perspectives at JLab with a polarized positron beam
极化正电子束在某些方面是极化电子束的强制性补充。极化正电子产生的PEPPo概念的出现为杰斐逊实验室开发连续极化正电子束提供了可能性。这样的束强子结构研究的好处进行了讨论，以及面临的技术和技术挑战。
2014-02-12 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Compact Spin-Polarized Positron Acceleration in Multi-Layer Microhole Array Films
针对紧凑型自旋极化正电子加速器高加速梯度与高极化度难以兼顾的难题，提出利用超相对论高密度电子束穿过多层微孔阵列薄膜激发场来加速极化正电子的方法，实现90%以上极化度和约TeV/m加速梯度，为加速器小型化等提供新方案。
2024-05-18 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Characterization and optimization of polarized and unpolarized positron production
本文研究了电子诱导正电子产生的多参数优化问题，针对120~MeV和1000~MeV电子束动能及钨靶，揭示了最佳靶厚度与收集系统角接受度间的强相关性，以及极化与非极化运行模式间的显著差异。
2024-01-09 nucl-ex physics.acc-ph
Depolarization in the ILC Linac-to-Ring Positron Beamline
为了实现未来直线对撞机的物理目标，电子束和正电子束的偏振是很重要的。计划用于国际直线对撞机（ILC）的正电子源是基于螺旋波荡器系统，可以提供正电子偏振度为60%的偏振束。为了确保在电子束和正电子束从源到相互作用区域的传输期间没有显著的极化损失，自旋跟踪必须包括在所有可能导致极化损失的传输元件中。它们是正电子源、阻尼环、自旋旋转器、主直线加速器和束流传输系统。特别是，需要研究极化正电子束的动力学。本文介绍了在PLTR束线上进行的正电子自旋跟踪和去极化研究结果。
2012-02-03 physics.acc-ph
Photon collimator system for the ILC Positron Source
高能电子直线对撞机是粒子物理学的下一个大规模项目.它们需要强光源来达到所需的亮度。具体地，正电子源必须每秒提供约10 E +14个正电子。国际直线对撞机（ILC）的正电子源是基于一个螺旋波荡器，电子束通过该波荡器产生一个强圆偏振光子束。利用这些光子，产生纵向偏振的正电子束;偏振度可以通过准直光子束来增强。然而，高光子束强度在准直器材料中引起巨大的热负荷。本文讨论了光子准直器的热负荷问题，并提出了一种灵活的设计方案。
2014-12-10 physics.acc-ph
Updated status of the undulator-based ILC positron source
国际直线对撞机（ILC）正电子源的设计仍在讨论中。基线设计计划在正电子进入IP之前使用高能电子束进行正电子生产。电子通过长螺旋波荡器并产生强烈的圆偏振光子束，该光子束撞击薄转换靶以产生$e^+e^-$对。由此产生的正电子束是纵向偏振的，这为ILC的精确物理分析提供了重要的好处。本文介绍了正电子靶设计的研究现状。焦点是质心能量为250 GeV的正电子产额，也是Z峰。讨论了改进正电子收集系统以提高正电子产额的可能性。
2020-02-23 physics.acc-ph
A Method to Produce Intense Positron Beams via Electro Pair Production on Electrons
由于高电流电子束的可用性，可以通过与反应$e^{-} + e^{-} \rightarrow e^{-}+e^{+}+e^{-}+e^{-}$的电产生来制备强正电子束。螺线管的磁场内部的正面碰撞用于经由$e^{-}-e^{+}$对产生来产生非极化/极化正电子。对电子束流为10 mA，束流动量为$I_{e}$ =0.63 MeV/c和$p_{beam 2}$ =10.0 MeV/c的特殊情况进行了计算，得到了非极化正电子流$N_{positron}=6.55 \cdot 10^{11} s^{-1}$。在极化正电子的情况下，由于其中一个电子束的电流减小，强度小一个数量级。对正电子动量的适当削减允许实现从电子到正电子的$\geq $ 85%的极化转移，然而，强度降低到27%。
2016-07-13 physics.acc-ph
Production of highly-polarized positrons using polarized electrons at MeV energies
在连续电子束加速器的注入器上进行的极化电子-极化正电子实验首次证实了极化电子束在高$Z$靶中诱导的极化韧致辐射产生的极化从电子到正电子的有效转移。在初始电子束动量为8.19 MeV/ $c$的条件下，测量到的正电子极化率高达82%，只受电子束极化率的限制。这种技术将极化正电子的能力从GeV扩展到MeV电子束，并向广泛的社区开放了极化正电子束物理学。
2016-06-28 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Effect of Compton Scattering on the Electron Beam Dynamics at the ATF Damping Ring
康普顿散射为下一代$e^-$-$e^+$对撞机提供了获得极化正电子的最有前途的方案之一。此外，它是一种有吸引力的方法，以产生单色的高能量偏振伽马射线的核应用和X射线的紧凑光源。在这个框架中，加速器试验设施（日本筑波ATF-KEK）安装了一个四镜法布里-珀罗腔，用于通过康普顿散射\cite{ipac-mightylaser}产生强通量的偏振伽马射线。对于ATF能量（1.28 GeV）的电子，康普顿散射可能会导致较短的寿命，由于有限的桶接受。我们已经实现了康普顿散射的效果上的二维跟踪代码与蒙特卡罗方法。该程序已被用来研究电子束在ATF阻尼环的纵向动力学，特别是康普顿散射下的能量扩展和聚束长度的演变。所得结果进行了介绍和讨论。提出了观测康普顿散射对ATF光束影响的可能方法。
2011-10-14 physics.acc-ph
Generation of polarized positron beams via collisions of ultrarelativistic electron beams
提出了一种利用10 GeV，pC的种子电子束与1 GeV，nC的驱动电子束碰撞，通过多光子Breit-Wheeler过程产生极化正电子束的新方案.驱动束提供了强的自生场，适当的束间横向偏移距离使种子束所经历的场为单极场，这是实现正电子极化的关键。在局域恒场近似下，我们采用粒子模拟和Monte-Carlo方法计算了自旋和极化分辨的光子发射和电子-正电子对产生。我们的模拟结果表明，一个高度偏振的正电子束与以上的$40\%$的偏振可以在几个飞秒，这是稳健的两个电子束的参数。通过分析$γ$ -光子极化对极化对产生的影响，发现适当初始极化的极化种子束可以进一步提高正电子对$60\%$的极化.
2021-03-18 hep-ph physics.acc-ph physics.plasm-ph
Status of the undulator-based ILC positron source
国际直线对撞机（ILC）正电子源的设计仍在考虑之中。基线设计计划在电子束进入IP之前使用电子束产生正电子。高能电子通过长螺旋波荡器并产生强烈的圆偏振光子束，该光子束撞击薄的转换靶以产生$e^+e^-$对。产生的正电子束是纵向极化的，这为精确的物理分析提供了重要的好处。在本文中的设计研究的现状，重点介绍了ILC250。特别是，靶的设计和冷却以及光学匹配装置的问题对于正电子产额是重要的。一些可能性，以优化系统进行了讨论。
2019-02-20 physics.acc-ph
Photon Masks for the ILC Positron Source with 175 and 250 GeV Electron Drive Beam
在未来的国际直线对撞机（ILC），一个螺旋波荡器为基础的极化正电子源，预计将被选择。高能电子束穿过超导螺旋波荡器以产生将被引导到转换靶的圆偏振光子，从而产生电子-正电子对。产生的正电子束是纵向极化的。由于光子以开度角产生并穿过长超导螺旋波荡器，因此这些光子中的一些将撞击波荡器壁。因此，光子掩模必须沿着波荡器线放置，以便将沉积在波荡器壁中的功率保持在1 W/m的可接受极限以下。ILC的基线设计侧重于250 GeV的质心能量，预计将升级到350和500 GeV的质心能量。本文详细研究了350和500 GeV的质心能量沿掩模沉积的理想功率。
2021-05-31 physics.acc-ph
All-Optical Generation of Dense, Multi-GeV, Longitudinally-Polarized Positron Beams
提出一种集成正电子产生、加速与自旋操控的全光方案，利用QED级联和直接激光加速获得约9 GeV、约50%纵向极化的高产额正电子束。
2025-09-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Coherent inverse Compton scattering with attosecond electron bunches accelerated and compressed by radially polarized laser pulses
本文研究了激光直接驱动电子加速和阿秒束团压缩的标度效应。简单的解析表达式和详细的三维数值计算包括空间电荷揭示了压缩到阿秒电子片的条件。预测了适用于通过相干逆康普顿散射（ICS）产生明亮X射线的中间发射度最小值。我们验证了所得X射线场的相干发射特性，并证明了现实激光参数的可行性。
2012-03-22 physics.acc-ph physics.optics
Undulator-Based Production of Polarized Positrons
充分利用未来国际直线对撞机的物理潜力将需要使用极化电子束和正电子束。斯坦福直线加速器中心（SLAC）的E166实验演示了一种方案，其中电子束通过螺旋波荡器产生具有圆偏振的光子（其一次谐波谱扩展到7.9MeV），然后在薄靶中转换以产生纵向偏振的正电子和电子。实验是在46.6GeV的最终聚焦测试束（FFTB）中用一米长、400周期的脉冲螺旋波荡器进行的。在4.5 - 7.5MeV的五个正电子能量下进行了正电子极化的测量。此外，在6.7MeV的电子极化已被确定，并与铁磁流体操作的波荡器的效果也进行了研究。为了将测量结果与预期进行比较，使用升级版的Geant 4进行了详细的模拟，其中包括电子，正电子和光子与物质的主要偏振相关相互作用。测量结果与计算一致，对应于6 MeV附近的正电子的极化率为80%，7 MeV附近的电子的极化率为90%。
2009-05-19 physics.acc-ph physics.ins-det
Beam energy determination in experiments at electron-positron colliders
评述了康普顿背散射法在对撞机实验中用于束流能量测量的情况。
2014-04-08 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Gamma ray vortices from nonlinear inverse Compton scattering of circularly polarized light
逆康普顿散射（ICS）是一种在自然界和实验室中都产生高能光子的元素辐射过程。非线性ICS是将多个光子转换为单个高能光子的过程。在这里，我们从理论上证明了由圆偏振光的非线性ICS产生的光子是一个涡旋，这意味着它具有螺旋波前，并携带轨道角动量。我们的工作解释了最近的实验结果，关于非线性康普顿散射，清楚地显示了一个环形的强度分布作为一个显着的特点的涡旋光束。我们的工作意味着在天体物理中高能电子和强圆偏振光场共存的各种情况下都可能产生γ射线涡旋。它们应该在恒星核合成中发挥关键作用。基于现有的激光和加速器技术，非线性ICS是实现γ射线涡旋源的最有前途的辐射过程，这将是探索γ射线涡旋科学不可或缺的工具。
2016-08-17 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.optics
QED cascades induced by circularly polarized laser fields
本文给出了超高强度圆极化场中慢电子引发的电子-正电子-光子级联的蒙特卡罗模拟结果，并对结果进行了讨论。我们的结果证实了先前的定性估计[A.M. Fedotov等人，PRL 105，080402（2010）]瀑布的形成。这种级联现象揭示了光场对电子和正电子的加速所导致的能量和动力学量子参数恢复的新性质，并可能成为超高强度激光与物质相互作用的主要特征。我们的方法包括辐射摩擦作用于单个电子和正电子。
2010-10-21 hep-ph physics.acc-ph physics.comp-ph
