Os feixes de elétrons polarizados de alta energia são amplamente usados ​​na física de alta energia (aceleradores lineares), física nuclear e ciência dos materiais. Contudo, tais feixes de elétrons polarizados são geralmente gerados em aceleradores convencionais que são tipicamente muito grandes e caros.

Recentemente, uma equipe de pesquisa do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai da Academia Chinesa de Ciências (CAS) propôs um método de filtro de spin para aceleração de feixes de elétrons altamente polarizados. O conceito promete uma abordagem totalmente óptica para fornecer fontes de elétrons polarizados de uma forma compacta e econômica. O estudo foi publicado na Physical Review Applied.

Um laser de alta intensidade ou um feixe de partículas propagando-se em um alvo pré-polarizado acionará um campo de vigília de bolhas para acelerar os elétrons. Durante este processo, elétron gira precess no campo de bolha.

Por meio de simulações tridimensionais de partículas na célula, incluindo dinâmica de spin, os cientistas descobriram que a precessão do spin mostrou uma dependência única do ângulo azimutal no espaço de fase para o alvo polarizado transversalmente. Em particular, em uma certa região do espaço de fase, a precessão do giro foi significativamente suprimida.

Portanto, eles propuseram um filtro em forma de X para filtrar os elétrons de baixa polarização e deixar passar a seção altamente polarizada. Este método simples purificou de forma eficiente a polarização do feixe de cerca de 35% para> 80%.

O método do filtro de spin foi posteriormente avaliado por simulações e a robustez foi discutida em detalhes.

Esta ideia relaxa as limitações dos parâmetros para a obtenção de feixes de elétrons altamente polarizados via aceleração de wakefield e motiva o desenvolvimento de fontes de elétrons polarizados movidos a laser para aplicações potenciais, como futuros colisões elétron-pósitron.