使用专用蒙特卡罗模拟器探测经历双康普顿散射的任意偏振光子对,并通过实验数据进行验证
双光子系统的偏振自由度中的量子关联已被广泛研究,并构成了我们当前对世界量子性质的理解基础。大多数研究集中在低能(光学)光子对上,因为存在高效的偏振测量设备。然而,对于高能(MeV)光子对,例如由正电子原子衰变产生的光子对,目前尚无可用的偏振器。通过利用经历双康普顿散射的光子对的测量,可以提取关于偏振自由度的部分信息。研究团队提出了一种基于Geant4的蒙特卡罗维也纳-华沙模型,该模型能够模拟双光子对的任何初始偏振态。这使得研究人员能够推导出实验可观测量的行为,即由两个散射平面形成的角度差ΔΦ̂。研究团队使用J-PET Big Barrel探测器测量的高统计实验样本(基于总共3×10^5个候选事件)验证了维也纳-华沙模拟器。研究人员推导出了编码在两个散射平面角度差ΔΦ̂中的偏振的平方可见度(干涉对比度)值。模拟光谱与实验关联光谱非常吻合,并且表现与理论预测一致。
