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  近来，西安交通大学物理学院栗建兴教授团队在使用激光尾波场加快（Laser Wakefield Acceleration，LWFA）发生自旋极化阿秒电子源研讨中获得重要发展，初次提出了使用径向偏振激光驱动双等离子体尾波注入机制发生高亮度、自旋极化、阿秒电子束新计划。

  LWFA是一种新式的电子加快计划，具有超高加快梯度、超高流强和超短时刻脉冲等一起优势。当相对论强度的高斯激光脉冲穿过气体密度等离子体时，激光有质动力会驱动布景等离子体电子并在激光脉冲背面构成一个近似球形空泡结构的等离子体尾波，简称为等离子体空泡。等离子体空泡会以挨近光速传达并在其内部保持一个强度大于千兆伏特每米的加快电场，简称为激光尾波场，然后能够注入并加快飞秒、乃至阿秒标准的电子束。高亮度、超短脉冲的自旋极化电子源在粒子物理、核物理以及资料物理研讨等范畴中具有广泛的使用远景。近年来，使用LWFA和预极化气体靶相互作用发生自旋极化电子束，渐渐的变成了了其时激光等离子体加快范畴世界科技前沿课题之一。之前的研讨标明，LWFA计划能够发生数千安培电流强度的极化电子束。但是，为了尽最大或许防止在注入进程中等离子体空泡的鞘层电子呈现严峻退极化，需求尽或许地下降尾波场的强度，因而导致注入电子的束流质量（特别是亮度参数）受到了极大约束。

  图1（a）左图：初始等离子体密度散布；右图：径向偏振激光驱动双等离子体尾波示意图。（b）激光场辅佐的电子自旋进动示意图。（c）上图：电子自旋进动频率与betatron频率比值随密度的改变；下图：电子自旋重量分别在激光场（sx,L）、尾波场（sx,W）和叠加场（sx）中随时刻的进动。

  针对上述要害科学问题，栗建兴教授研讨团队提出使用径向偏振激光驱动的双等离子体尾波注入机制完成极化电子束的可控注入，并发生具有超高亮度的极化阿秒电子束。在该计划傍边，当紧聚集径向偏振激光的脉冲保持的时刻与等离子体空泡的构成时刻相其时，能够激起激光场调制的双尾波场，然后促进预极化电子的亚光周期注入并在横向劈裂为三重电子束团。通过操控初始等离子体密度下降沿的跃变尺度，一方面，双尾波注入的电子束在激光和尾波的叠加场中能够被调制成高亮度的阿秒电子束；另一方面，双尾波注入进程导致了等离子体空泡鞘层电子的团体自旋进动和横向自旋的保存，然后保持了注入电子束的高极化度。此外，注入电子束的亮度、时刻脉冲和极化度等参数随初始等离子体的密度改变都是安稳可控的。这项研讨为使用LWFA发生高质量极化电子源供给了一种解决计划，一起也为完成极化阿秒电子束在超快电子成像和相干辐射源等范畴的使用供给了理论依据。

  该效果以“Generation of Ultrabrilliant Polarized Attosecond Electron Bunches via Dual-Wake Injection（双尾波注入发生高亮度极化阿秒电子束）”为题，于2024年1月23日在物理学范畴尖端期刊Physical Review Letters（《物理谈论快报》）上宣布。西安交通大学物理学院博士生孙婷为论文榜首作者，赵前副教授、栗建兴教授为论文一起通讯作者。此外，西安交通大学物理学院弯峰副教授、阿联酋美式沙迦大学Yousef I. Salamin教授等也深化参加了本作业。

  该研讨作业得到了国家自然科学基金委、中物院激光聚变研讨中心、陕西根底（数学、物理）研讨院等项目经费支撑。

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