SHINE高重复率电子驱动表面μ束流线的仿真研究

约50kHz的高重复率脉冲μ源具有提升 various 粒子物理和材料科学实验中涉及μ粒子灵敏度的潜力。本文提出利用SHINE设施的高重复率脉冲电子束产生表面μ束流。我们的仿真研究表明，8GeV、100pC电荷脉冲电子束撞击铜靶可产生每脉冲最高可达$2 \times 10^{3}$个μ粒子。束流优化结果表明，约60个表面μ粒子/电子脉冲即可有效输送至束流线末端。这相当于当脉冲电子束以50kHz运行时，表面μ正电子率达到$3 \times 10^{6}\,\mu^{+}$/s，与现有μ设施相当。这一高重复率脉冲μ束流具有理想的时间结构，代表一项独特且开创性的工作，一旦建成，将作为在现有具有GeV电子能量的电子机器上构建成本效益高μ源的典范。除了传统μ束流线所面临的典型挑战（如靶站和束流线的安装和建设）外，大量正电子的去除也是主要挑战。本文也讨论了解决此问题的潜在方案。