Fast Bunch Integrators at Fermilab During Run II
快速聚束积分器是一种聚束强度监测器，它是围绕电阻壁电流积分器进行测量而设计的。在运行II期间，这些被用在Tevatron和主注入器中，用于单个和多个聚束强度测量。本文概述了在此期间这些系统的设计和使用。
2012-09-12 physics.acc-ph
Effect of secondary ions on the electron beam optics in the Recycler Electron Cooler
费米实验室回收环中的反质子由4.3 MeV，0.1 - 0.5 A直流电子束（以及随机冷却系统）冷却。相对论能量（γ = 9.49）、安培范围的DC束和相对弱的聚焦的独特组合使得冷却效率对离子中和特别敏感。最近，通过中断电子束1-30 \mus，以高达40 Hz的重复率，实现了清除离子的能力。通过对电子束的冷却特性进行了分析，发现累积离子对束流光学有显著影响。对于0.3 A的束流，当离子被移除时，纵向冷却速率增加了约2倍。
2012-07-16 physics.acc-ph
Instrument Front-Ends at Fermilab During Run II
加速器的优化依赖于以智能和及时的方式监测光束行为的能力。由于使用了处理器驱动的前端，因此可以在实地部署智能系统，以改进运行二期间的数据收集和分析。本文介绍了两个主要系统的实现：国家仪器LabVIEW运行在PC上，和WindRiver的实时操作系统运行在VME机箱处理器。
2012-09-12 physics.acc-ph
Slow Extraction Beam Commissioning for the Mu2e Experiment at Fermilab
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文介绍了费米实验室Mu2e实验中慢引出8 GeV质子束流的调试结果，包括2025年和2026年两次运行的状态。
2026-06-25 physics.acc-ph
Beam-Based Diagnostics of Electric Guide Fields and Lattice Parameters for Run-1 of the Muon g-2 Storage Ring at Fermilab
Muon g-2储存环电子系统的一部分，它提供垂直束聚焦，表现出意想不到的时间依赖性，产生了一个特征的演变过程中运行-1的Muon g-2实验在费米实验室（E989）的存储束。基于μ子储存环的数值模型和COSY INFINITY软件支持的优化算法，提出了一种重建Run-1电导场的方法。该方法以Muon g-2秸秆跟踪探测器的束流剖面测量值作为输入，并产生完全重建的随时间变化的场。然后，这些场可用于再现详细的光束跟踪模拟，并计算用于验收研究和系统误差评估的环晶格参数。
2022-11-16 physics.acc-ph
High Power Superconducting Electron Linear Accelerators For Industrial Application
费米实验室正在执行一项技术开发计划，以开发一种紧凑而强大的电子加速器。我们正在利用SRF腔体、具有成本效益的射频源、现代低温冷却器和高平均电流电子枪的研发突破。我们表明，一个单一的加速器模块可以提供平均束功率高达1兆瓦，通过详细的热，射频和粒子模拟。
2022-02-15 physics.acc-ph
Electron lenses and cooling for the Fermilab Integrable Optics Test Accelerator
近年来，对可积哈密顿系统的研究已经导致了具有一个或两个横向不变量和宽的稳定调谐扩展的非线性加速器晶格。这些晶格可以大大提高高强度机器的性能，提供朗道阻尼以保护梁免受不稳定性的影响，同时保持动态孔径。费米实验室正在建造可积光学测试加速器（IOTA），以研究150 MeV笔形电子束（单粒子动力学）和2.5 MeV质子（自场动力学）的这些概念。获得非线性可积晶格的一种方法是通过使用由与循环束重叠的磁约束电子束（电子透镜）产生的场。所需参数与现有设备的参数相似。此外，电子透镜将用于冷却模式，以控制质子束的亮度，并通过复合测量横向剖面。更一般地说，它是非常感兴趣的调查是否非线性可积光学允许电子冷却器超过由空间电荷激发的相干或非相干不稳定性的限制。
2015-11-05 physics.acc-ph
Muon Campus at Fermilab
费米实验室的μ介子园区提供了世界一流的加速器基础设施，支持下一代强度前沿实验。在2011年对撞机计划结束时，Tevatron时代的反质子源被转换为现在的Muon Campus。目前，Muon Campus为Muon g-2实验提供高度偏振的μ子束，几年后，它将为Mu 2 e实验提供μ子束。μ子g-2实验是对标准模型的高精度测试;它的精度足以测量QED、弱和QCD标准模型的贡献。μ子g-2实验寻找的是与标准模型显著偏离的过程，而μ 2 e实验则使用高强度μ子束寻找罕见的过程。μ子g-2实验测量了μ子的异常磁矩，使用运行1数据达到了前所未有的460 ppb精度。实验已完成5次运行，累积了19个$\times$ Brookhaven E821数据集。Mu 2 e实验已经完成了建设阶段，第一束到诊断吸收器的光束于2022年4月14日运行。Mu 2 e实验的安装和调试将于2023年开始，束流调试和物理运行目前计划于2026年进行。
2022-08-04 physics.acc-ph
Operation of the Intensity Monitors in Beam Transport Lines at Fermilab During Run II
费米实验室的带电粒子束强度必须保持在预先确定的安全和操作范围内，部分原因是确保百分之几的所有束流已经从任何来源传输到目的地。在FNAL的加速器之间的传输线上，带有环形拾取器的束流强度监测器提供了这样的束流强度测量。在运行II期间，我们做出了大量努力，以不断提高系统的分辨率和准确度。
2012-09-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Experiences with the Fermilab HINS 325 MHz RFQ
费米实验室高强度中微子源计划已经建造并调试了一个脉冲325 MHz的中微子源。该加速器已成功地加速了质子束在加速器设计的射频功率。经验遇到的条件反射，包括症状和原因的失控失谐问题，和第一束结果首次报道。
2012-02-07 physics.acc-ph
Fermilab Collider Run II: Accelerator Status and Upgrades
费米实验室将继续保持其在高能物理领域的卓越地位，并有独特的机会对顶夸克和重大发现进行前所未有的研究，直到欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）在本世纪末投入运行。运行II正在顺利进行，自运行I以来，主要的加速器和探测器升级。到2009年，加速器综合体的进一步升级计划将使每次实验的积分亮度达到4-8 fb-1。
2004-10-18 hep-ex physics.acc-ph
Accelerator Preparations for Muon Physics Experiments at Fermilab
目前正在考虑利用现有的费米实验室设施为两个μ子实验-μ子到电子转换实验（μ 2 e）和新g-2实验-提供束流。在Tevatron对撞机运行II完成后，正在计划进行这些实验，利用今天用于反质子积累的束线和储存环，而不需要进行大量的重新配置。正在调查的操作方案和预期的加速器改进或重新配置将被提出。
2009-10-19 physics.acc-ph
Applying Synchrotron Phase Measurement to the Estimation of Maximum Beam Intensity in the Fermilab Booster
重要的是要有实验方法来估计费米实验室助推器的最大束流强度，作为长期计划承诺的客观投入。一个重要的现有限制是由可用的射频功率设定的。由于实际的纵向阻抗并不为人所知，因此很难先验地设定该限制。利用山脉图和直接测量射频加速电压相对于束流的相位测量了跃迁交叉处的同步相位，结果一致。应用它们预测6E12在当前运行条件下的最大助推器束流强度。
2004-07-12 physics.acc-ph
Electron Cooling with Space-Charge Dominated Proton Beams at Iota
我们描述了一个新的电子冷却器正在开发的2.5兆电子伏的质子在集成光学测试加速器（IOTA），这是一个高度可重新配置的存储环在费米实验室。该系统将使磁化电子冷却的研究在强烈的空间电荷与横向调谐位移接近-0.5，以及高度非线性聚焦光学IOTA环的存在。我们提出了一个概述的设计，模拟和硬件用于这个项目。
2022-01-25 physics.acc-ph
Fermilab Antiproton Source, Recycler Ring, and Main Injector
费米实验室反质子生产综合体在2011年结束运行时，包括一个精密的靶系统、三个8-GeV储存环（即聚束器、累积器和回收器）、25个独立的多GHz随机冷却系统、世界上唯一的相对论电子冷却系统和一个无人能及的技术专家团队。费米实验室的加速器综合体支持一个广泛的物理计划，包括Tevatron Collider Run II，使用8 GeV和120 GeV质子束的中微子实验，以及测试束设施和其他使用120 GeV初级质子束的固定目标实验。本文简要介绍了费米实验室加速器在对撞机运行II（2011年）结束时的运行情况。
2014-08-04 hep-ex physics.acc-ph
Experimental Estimate of Beam Loading and Minimum rf Voltage for Acceleration of High Intensity Beam in the Fermilab Booster
射束所见的射频电压与匹配助推器磁场变化率所需的加速电压之间的差异用于估计每圈射束的能量损失。由于射频电压（RFSUM）和同步相位可以通过实验测量，因此可以使用它们来计算有效加速电压。此外，RFSUM减少技术已被应用到测量实验的RFSUM限制在光束损失开始。有了束流能量损失的信息，运行条件，特别是高强度束流的运行条件，就可以得到优化，从而从费米实验室助推器获得更高强度的束流。
2004-07-12 physics.acc-ph
6 Batch Injection and Slipped Beam Tune Measurements in Fermilab's Main Injector
在Nova操作期间，计划在12批次滑移堆叠模式下运行Fermilab回收机。为此，在主注入器中进行了六次批量注入期间的调谐测量，然后通过改变RF频率使射束滑动，但没有第七次注入。测量了由于光束强度变化引起的相干调谐位移，并与理论预期的调谐位移进行了比较。由于滑动叠加所需的RF频率变化而引起的调谐偏移也与线性理论比较好，尽管在大的频率变化下一些非线性影响是明显的。这些结果使我们相信，在12批料单堆叠回收机操作期间，预期的音调变化可以适应。
2013-01-30 physics.acc-ph
The NuMI Neutrino Beam at Fermilab
费米实验室的主注入器（NuMI）设施的中微子于2004年底开始运行。NuMI将以58 mrad的速度向地球发射一束可变能量（2-20 GeV）的强烈μ子中微子束，用于短距离（~ 1公里）和长距离（~700-900公里）的基线实验。几个方面的设计和早期调试运行的结果进行了审查。
2005-07-30 hep-ex physics.acc-ph
Experiments On Electron Cooling and Intense Space-charge at IOTA
本文介绍了费米实验室IOTA利用2.5 MeV质子束研究强空间电荷下束流动力学，探讨电子冷却、空间电荷与相干不稳定性的相互作用，并描述了机器设置、具体实验及数值模拟结果。
2023-10-23 physics.acc-ph
Commissioning and Operation of FAST Electron Linac at Fermilab
我们报告了费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施的1.3 GHz超导RF电子直线加速器的束流调试和首次运行的结果。直线加速器的建设已经完成，机器于2017年投入使用。在ILC型SRF低温装置上获得了最大束流总能量约300 MeV，能量增益为250 MeV的记录。调整光注入器以产生频率为3 MHz、重复率为1 Hz的200 pC聚束串。本报告描述了机器调试的各个方面，例如SRF低温恒温器的调谐和束流光学优化。我们还提出了在两个月的运行，包括尾场的研究，先进的光束相空间操纵寄生进行的实验计划的亮点。
2018-11-09 physics.acc-ph
Electron cloud experiments at Fermilab: Formation and mitigation
我们在费米实验室进行了一系列实验来探索电子云现象。在X计划的升级中，主注入器的光束强度将增加四倍，并且会受到电子云的不稳定性的影响。我们提出了测量的云形成的主喷射器和实验的材料，以减轻云。自2009年以来，一直在研究主注入器中氮化钛（TiN）涂层射束管的实验装置;通过使用减速场分析仪（RFAs）进行电子云测量，将该材料与相邻不锈钢室进行直接比较。经过长时间的运行，我们能够观察到次级电子产率（SEY）的变化，并将其与电子注量相关联，建立了调节历史。此外，该装置还允许测量电子能谱，比较仪器技术和电子云的能量依赖行为。最后，与康奈尔大学和SLAC联合开发的新装置将允许对加速器中照射的材料样本进行直接SEY测量。
2012-03-08 physics.acc-ph
Influences of the Transverse Motions of the Particles to the Recombination Rate of a Co-propagating Electron-ion System
对于具有与电子束共同传播的离子束的系统，诸如传统电子冷却器或相干电子冷却器（CeC），复合速率是用于匹配电子与离子的能量的重要可观察量。在这项工作中，我们已经开发的解析表达式来研究如何复合率依赖于两个光束的能量差，从粒子的横向运动的影响被考虑。分析结果然后用于分析在运行21中的CeC实验期间收集的测量的重组数据。
2021-11-21 physics.acc-ph
LLRF system for the Fermilab Muon g-2 and Mu2e projects
Mu 2 e实验测量μ子到电子的转换率，Muon g-2实验测量μ子的磁矩。这两个实验都需要将53 MHz批次的8 GeV质子重新聚束成150 ns，2.5 MHz脉冲，用于提取到Muon g-2的g-2靶和Mu 2 e的具有以2.36 MHz运行的单个RF腔的输送环。用于两个实验的LLRF系统在SOC FPGA板中实现，该SOC FPGA板集成到VXI机箱中的现有53 MHz LLRF系统中。两个RF系统之间的严格定时要求、大频率差和非谐波关系为LLRF系统设计提供了独特的挑战，以实现脉冲之间的波束形成、传输和波束消光所需的相位对准规范。新的LLRF系统的设计，这两个项目的描述和Muon g-2实验的初始束调试测试的结果。
2018-03-23 physics.acc-ph
Muon Beam at the Fermilab Test Beam Area
本文测量了费米实验室在“π介子”束流模式下运行时束流收集器后μ介子束流的强度和分布。这种动量在10 - 50 GeV/c范围内的μ子束提供了与测试束区的其他用户并行执行各种测量的机会。
2016-08-11 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Longitudinal bunch monitoring at the Fermilab Tevatron and Main Injector synchrotrons
费米实验室加速粒子束流纵向特性的测量对于粒子物理实验中粒子束流的优化和控制以及积分亮度的最大化具有重要意义。Tevatron和主注入器同步加速器中的纵向测量基于对来自电阻壁电流监测器的信号的分析。本文介绍了由2 GHz带宽示波器与运行LabVIEW程序的计算机一起执行的信号处理，该程序计算纵向束参数。
2011-10-13 physics.acc-ph physics.ins-det
GUI Control System for the Mu2e Electrostatic Septum High Voltage at Fermilab
本文介绍费米实验室 Mu2e 静电隔板的 GUI 控制系统，基于 ACNET 与 ACSys DPM Client 实现高压老练、监控、保护和日志记录自动化。
2023-07-17 physics.acc-ph
Tevatron Collider Status and Prospects
费米实验室的Tevatron质子-反质子对撞机继续作为世界上能量最高的粒子加速器运行，提供质心能量为1.96 TeV的亮度。我们回顾最近的性能和运行2剩余部分的计划。
2009-10-19 hep-ex physics.acc-ph
Test of detuning system for dielectronic recombination experiment at CSRm
带有电子冷却器的储存环是进行双电子复合（DR）实验的理想平台。为了满足在主冷却储存环上进行DR测量的要求，在电子冷却器装置上安装了用于精确控制离子束和电子束之间的相对能量的失谐系统。使用7.0 MeV/u C6+束进行了测试运行，以检查该系统对存储离子束性能的影响。记录肖特基谱和离子束电流以监测束流状态。研究了失谐电压脉冲宽度和脉冲高度对离子束的影响。对于小脉冲高度，肖特基谱的实验结果与理论结果符合得很好。在肖特基频谱的频移显着减少的短脉冲宽度。对于大的脉冲高度，观察到振荡现象。从肖特基谱中我们发现振荡幅度与失谐脉冲宽度和离子束强度有关。本文对这一现象进行了详细的描述，并建立了基于等离子体振荡的理论模型。
2012-02-14 hep-ex physics.acc-ph
Beam dynamics corrections to the Run-1 measurement of the muon anomalous magnetic moment at Fermilab
本文介绍了费米实验室Muon g-2实验Run-1数据集的束流动力学系统修正及其不确定度。两个修正测量μ子进动频率$ω_a^m$与众所周知的影响，由于使用静电四极（ESQ）的垂直聚焦在存储环。平均垂直取向的运动磁场被横向穿过ESQ系统产生的径向电场分量的相对论μ子感觉到。这种修正取决于储存的动量分布和环的调谐，环具有相对较弱的垂直聚焦。电子感应加速器的垂直运动意味着μ子并不在一个与垂直磁场方向完全正交的平面内绕环运动。校正是必要的，以考虑与它们的轨迹相关联的平均俯仰角。第三个小的修正是必要的，因为在存储时间期间逃离环的μ子在初始自旋阶段与母分布相比略有偏置。最后，由于ESQ网络中的两个高压电阻器的RC时间常数比设计的要长，所以在每次填充储存环期间，储存的μ子束的垂直和水平质心和包络线会发生轻微的漂移，但是是一致的。这导致了一个重要的相位-接受关系的发现，需要修正。对$ω_a^m$的校正总和为0.50 $\pm$ 0.09 ppm;与$ω_a^m$的0.43 ppm统计精密度相比，不确定度较小。
2021-04-23 hep-ex physics.acc-ph
A 233 km Tunnel for Lepton and Hadron Colliders
十年前，进行了一项成本分析，以钻一个233公里周长的超大型强子对撞机（VLHC）隧道穿过费米实验室。在这里，我们概述了实现$e^+e^-$，$p \bar{p}$，和$μ^+ μ^-$对撞机环在这个隧道中使用最近的技术创新。240和500 GeV的$e^+e^-$对撞机采用蟹腰交叉，超低发射阻尼束，短垂直IP焦距，超导RF，和低矫顽力，晶粒取向的硅钢/混凝土偶极子。一些细节也提供了一个高亮度240 GeV的$e^+ e^-$对撞机和1.75 TeV的μ子加速器在费米实验室网站填料隧道。40 TeV $p \bar{p}$对撞机使用高强度费米实验室$\bar{p}$源，利用高横截面生产高质量态的$p \bar{p}$，并使用2特斯拉超低碳钢/YBCO超导磁体与液体氖。35 TeV的μ子环以每0.4秒9 Hz的速度使2特斯拉超导磁体倾斜，使用250 GV的超导RF在63个轨道中将μ子从1.75 TeV加速到17.5 TeV，存活率为71%，并通过FODO晶格中的相移和过山车运动来减轻中微子辐射。
2012-07-31 hep-ex physics.acc-ph
