AWAKE加速方案的粒子物理应用
加速器物理
2018-12-31 v1 高能物理 - 实验
等离子体物理
摘要
AWAKE 实验在 Run 1（2016-2018）取得了极大成功，首次演示了质子驱动等离子体尾场加速，通过观测长质子束团调制为微束团以及电子在 10 m 等离子体中加速至 2 GeV。AWAKE Run 2（2021-2024）的目标是使高电荷量电子束团加速至高能（约 10 GeV），在等离子体中保持束流品质并表明该过程可扩展。因此 AWAKE 方案是一种在短距离内将电子加速至高能的有前景方法，从而开发可用于粒子物理实验的技术。利用 SPS 的质子束团，将电子束团加速至约 50 GeV 应是可能的。利用 LHC 质子束团驱动尾场可导致多 TeV 电子束团，例如在 4 km 等离子体中实现 3 TeV 加速。本文概述了 AWAKE 方案在粒子物理中的一些应用，并表明 AWAKE 技术可带来否则不可能实现的独特设施与实验。特别地，提出了搜索暗光子、测量强场 QED 以及探究电子-质子碰撞中新物理的实验。也邀请学界考虑面向高达 TeV 尺度电子束的应用。
引用
@article{arxiv.1812.11164,
title = {Particle physics applications of the AWAKE acceleration scheme},
author = {A. Caldwell and J. Chappell and P. Crivelli and E. Depero and J. Gall and S. Gninenko and E. Gschwendtner and A. Hartin and F. Keeble and J. Osborne and A. Pardons and A. Petrenko and A. Scaachi and M. Wing},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.11164},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 8 figures, submitted to the European Particle Physics Strategy Update process. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1810.12254