高能物理 - 实验
[提交于 2025年6月5日
]
标题: FACET-II加速器320实验中产生和探测Breit-Wheeler隧道正电子的前景
标题: Prospects for the production and detection of Breit-Wheeler tunneling positrons in Experiment 320 at the FACET-II accelerator
摘要: SLAC 实验 320 将 10 束 TW 级激光脉冲与 FACET-II RF 直线加速器产生的高质量 10 GeV 电子束碰撞。 预计通过强场隧穿机制的非线性 Breit-Wheeler 机制,该设置将在每次碰撞中产生一定数量的$e^+e^-$对,估计产额为 ~0.01-0.1 对。 通常,这种小信号率伴随着来自背景的大信号,例如来自高电荷主电子束的耗尽、束晕引起的次级粒子、以及电子-激光碰撞本身产生的光子和低能电子。 这些背景可能在传感元件表面达到 O(100) 个/cm² 的带电粒子密度(甚至更多中性粒子),使得单粒子的明确检测成为一个巨大的挑战。 在这项工作中,我们展示了如何采用来自高能物理实验的探测器和方法来实现这一测量。 所提出的解决方案基于高度分层的多层辐射硬化像素探测器,并结合强大的粒子跟踪算法。 使用现有实验装置的详细模拟,我们展示了如何在完全重建后,将由于背景过程引起的误检率降低一个以上数量级。 此外,我们还表明,可实现的高空间跟踪分辨率(<10 微米)允许对正电子动量进行 <2% 分辨率的测量,从而实现非线性 Breit-Wheeler 过程的谱特性表征。 基于我们的广泛模拟,并假设保守的大量背景,我们证明了在即将进行的 E320 数据采集活动中可以测量单个 Breit-Wheeler 正电子。 这将是首次在(深)隧穿机制下对该难以捉摸的过程进行具有统计显著性的观测和表征。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.