费米国家加速器实验室伊哈尔·洛巴赫 费米实验室加速器科学与技术设施的可集成光学测试加速器环,也被称为FAST
荣誉:朱利奥·斯坦卡里 从两个相干点状光源检测到的强度取决于它们的相对位置
这是一种众所周知的现象,称为光学干涉
一般来说,强度的范围可以从零(相消干涉)到某个最大值(相长干涉)
考虑在粒子储存环中循环的两个高能电子,例如费米实验室的可积光学测试加速器
正如1947年发现的那样,当高能电子被迫以弯曲的路径行进时,它们会发光,这就是所谓的同步加速器辐射
如果我们记录下储存环每转一圈检测到的同步加速器光强度,我们将观察到它的大小在一圈又一圈的轻微波动,因为两个电子的相对位置发生了变化
由能源部费米实验室主持的IOTA储存环可以储存10亿个电子
正如在两个电子的情况下,十亿个电子的辐射强度的连续波动仍然存在,原因也是一样的
波动非常小,低于0
1%(均方根)
尽管如此,我们的研究小组还是能够测量它们,我们证明了这些信息可以用来深入了解电子束的特性,比如它的尺寸和发散度——一种测量电子束运动方向上扩散的方法
IOTA中的原理验证测量是在近红外同步加速器光谱范围内进行的
当使用更短波长和更高亮度的同步加速器光时,这种用于确定电子束特性的非侵入性方法的灵敏度提高了
这意味着它可能特别有利于现有的最先进的和下一代低发射率高亮度紫外线和x光同步加速器光源,在这些光源中,非侵入式电子束表征是困难的
例如,我们认为这种方法可以在阿尔贡国家实验室的高级光子源升级中,通过利用x光同步加速器光中的逐圈波动来测量10微米量级的横向光束尺寸
这是制造更紧密电子束的重要一步,而更紧密的电子束又会产生更亮的x光
有了更亮的x光,研究人员将能够加速化学、材料科学和医学的研究,包括新冠肺炎研究
关于这一结果的论文将发表在《物理评论快报》上
一篇扩展的配套论文将发表在《物理评论加速器和光束》上
在arXiv上发表了相应的论文“用波动器辐射功率噪声测量横向束流发射度”和“波动器辐射功率噪声的测量及与从头计算的比较”
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