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N63合作使对辐射反应的研究清晰明了

辐射反应 电子束
发布:2020-09-24 14:37:41     来源:欧洲核子研究组织(CERN)

NA63合作的两名成员调整了该团队用于测量辐射反应现象的部分设置。图片来源:NA63合作

将带电粒子置于电磁场中,粒子将加速并发出辐射。通常,发出的辐射对粒子的运动影响很小。但是,如果加速度非常大(例如强电磁场中的高能电子或正电子的情况),则发出的辐射将大大减慢粒子的速度。自二十世纪初以来,这种效应被称为辐射反应,这种效应已被认识到,并且涉及从加速器物理学到天体物理学的多个物理学分支。但是直到现在,要确定最能描述这种现象的数学方法还是很困难的。在最近发表在《物理评论》上的一篇论文中,NA63合作报告了对该现象的高精度研究,结果表明,很久以前提出的方程式可以很好地完成这项工作。

NA63小组此前曾通过在硅晶体上发射来自超级质子同步加速器的高能正电子束来研究辐射反应。还通过使高强度激光束与高能电子束碰撞来研究该现象。但是,这两种类型的研究都是在量子效应占主导地位的体制下进行的,基于激光的实验还使用了相对较小的数据样本,且数据波动较大,所有这些都妨碍了对这种效应的高精度研究。

走近最新的NA63研究,通过在几个引导来自所述超级质子同步加速器高能带电粒子(电子或正电子)束(硅或金刚石)不同厚度的晶体,在一个时间,并用不同的角度一个晶体在该光束射到晶体,所述NA63小组成功地高精度地研究了晶体强电磁场中带电粒子的辐射反应。在所有情况下,研究人员都测量了带电粒子发射的光子的能谱,也就是说,他们测量了带电粒子发射的光子的数量如何随光子能量而变化。

他们发现,所有测得的能谱都与基于Landau–Lifshitz方程的预测显着一致,如果这些预测还包括量子效应的微小变化,则该预测描述了强电磁场中带电粒子的动力学。

NA63发言人UlrikUggerhøj说:“这个经典方程是在1950年代提出的,它考虑了辐射反应的影响。” “我们的新研究首次研究了以效果为主导的实验方案,它表明该方程似乎很好地描述了该方案。”

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