Усовершенствованный источник фотонов использует электроны или позитроны?

Из чтения различных источников кажется, что основной синхротрон на АПС способен нести либо электронный, либо позитронный пучок (например, введение к этой статье )

Я полагаю, что позитроны создаются при столкновении электронного луча от LINAC с мишенью, но мишень также может быть удалена, чтобы позволить электронам попасть непосредственно в бустерный синхротрон, а затем в основной синхротрон.

Я не нашел недавней литературы, в которой бы упоминались позитроны, что наводит меня на мысль, что они в основном используют электроны — не знаю почему.

Что касается вашего другого вопроса, я думаю, что они в основном связаны с пылью, непосредственно падающей на луч, что рассеивает луч. Большая часть пыли будет иметь слегка положительный заряд, поэтому электронный луч будет притягивать пыль к середине линии луча, что нежелательно. Луч позитронов сделал бы обратное, создав силу отталкивания, удерживающую пыль от луча.

Источники света обычно хранят электронный пучок. Причина очень проста: получить электроны чрезвычайно просто! Можно просто нагреть кусок металла (термоэлектронные пушки), а можно стрелять лазером по фотокатоду. Если вам нужен позитронный пучок, вам нужно создать и захватить его, преобразовав первичный пучок. Выход этого процесса не очень велик, и вы получите гораздо более слабый луч.

Можем ли мы хранить позитроны в электронной машине? Ответ положительный: мы можем просто вводить их в противоположном направлении (но нам нужна выделенная линия передачи, а все световые линии теперь идут в неправильном направлении!) или мы можем поменять полярность магнитов. Пучок позитронов излучает точно так же, как и пучок электронов, поэтому физика в основном такая же, за исключением одного эффекта: ионно-электронного облака.

В камере всегда есть молекулы остаточного газа. Когда луч попадает на них, мы получаем очень тяжелые и медленные ионы и свободные электроны, ведь они легкие и быстрые. Если у нас есть отрицательно заряженный луч, электроны отталкиваются, а ионы захватываются, с другой стороны, положительный луч будет выталкивать ионы и притягивать электроны. Поскольку ионы медленнее, они сохраняются дольше и, в принципе, имеют больше шансов накапливаться, поэтому отрицательно заряженный пучок выглядит хуже.

Однако обратите внимание, что это не обязательно верно во всех условиях. Электроны с низкой энергией также могут испускаться поверхностью вакуумной камеры, когда на нее воздействуют фотоны или ионы/электроны с низкой энергией, и это может сделать электронное облако более опасным, чем ионное облако! Например Да$\Phi$ne, в лабораториях INFN во Фраскати, является$e^+\;e^-$коллайдер с двумя разделенными лучевыми трубами. Там позитронный ток ограничен электронным облаком в большей степени, чем электронный ток ограничен ионным облаком. У LHC также было довольно много проблем с электронным облаком в прошлом запуске. Однако, в то время как электронное облако, как правило, можно смягчить, добавив слабые соленоиды или чистящие электроды, для ионов мало что можно сделать.

Это совсем не тривиально, и необходимо провести подробное исследование, чтобы подтвердить найденное вами обоснование. Поскольку вся литература, которую я нашел о позитронах в АПС, довольно устарела, я предполагаю , что изначально они планировали работать с позитронами, но потом вернулись к электронам.