伯克利实验室激光加速器产生的定向μ子束的测量
加速器物理
2025-08-19 v3 应用物理
等离子体物理
摘要
我们报告了在劳伦斯伯克利国家实验室使用拍瓦（PW）激光产生的定向μ子束的探测。μ子源是由30厘米激光等离子体加速器产生的高能电子束与高Z转换靶相互作用产生的。相互作用产生的GeV光子通过正负电子对产生过程转换为高通量、定向的μ子束。通过使用闪烁体捕获延迟事件，我们能够识别产生的μ子并表征其源。结合对μ子产生过程的理论认知与与实验高度吻合的模拟，我们证明了多GeV电子束产生的GeV量级μ子数量远超宇宙射线背景。激光等离子体加速器产生的μ子源因其紧凑性、方向性和高产额而有望增强μ子成像应用，与宇宙射线μ子相比可将曝光时间减少数个数量级。我们使用基于Geant4开发的模拟代码来深入了解实验结果，从而可以设计基于LPA产生μ子的未来实验和应用。
引用
@article{arxiv.2411.02321,
title = {Measurement of directional muon beams generated at the Berkeley Lab Laser Accelerator},
author = {Davide Terzani and Stanimir Kisyov and Stephen Greenberg and Luc Le Pottier and Maria Mironova and Alex Picksley and Joshua Stackhouse and Hai-En Tsai and Raymond Li and Ela Rockafellow and Bo Miao and Jaron Shrock and Timon Heim and Maurice Garcia-Sciveres and Carlo Benedetti and John Valentine and Howard Milchberg and Kei Nakamura and Anthony J. Gonsalves and Jeroen van Tilborg and Carl B. Schroeder and Eric Esarey and Cameron G. R. Geddes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02321},
year = {2025}
}