The coherent synchrotron radiation influence on the storage ring longitudinal beam dynamics
研究了电子束团产生的相干同步辐射（SR）自场对储存环光束动力学的影响。我们表明，在RF腔中的最大能量增益必须远远超过由于相干SR的电子的能量损失。
2004-04-30 physics.acc-ph physics.class-ph
Space-Charge Simulation of Integrable Rapid Cycling Synchrotron
可积光学是粒子加速器设计中的一项创新，它能够实现强非线性聚焦而不产生参量共振。我们使用Synergia跟踪代码来研究可积光学在高强度强子环中的应用。我们考虑一个可积的快速循环同步加速器（iRCS），旨在取代费米实验室助推器。我们发现，将集成到设计中抑制了由不匹配的KV光束产生的光束晕。我们的iRCS设计包括现代环设计的其他功能，如低动量压缩因子和谐波抵消六极。可积晶格中高强度光束的实验测试将在未来几年内在费米实验室可积光学测试加速器（IOTA）和马里兰大学电子环（UMER）进行。
2018-05-06 physics.acc-ph
Impact of the Wiggler Coherent Synchrotron Radiation Impedance on the Beam Instability
相干同步辐射（CSR）不仅可以增加光束的能量扩展和发射度，而且还可以导致潜在的不稳定性。以前的CSR诱导纵向不稳定性的研究进行了CSR阻抗由于偶极磁铁。然而，许多储存环包括长摆动器，其中发射大部分的同步辐射。这包括高亮度工厂，如DAPHNE，PEP-II，KEK-B和CESR-C以及未来线性对撞机的阻尼环。本文研究了在大摇摆器参数$K$的情况下，由摇摆器CSR阻抗引起的不稳定性。主要考虑的是低频微波类的不稳定性，它出现在管道截止频率附近。本文给出了几种直线对撞机阻尼环的增长率和阈值的详细结果。最后，讨论了阻尼环的摆动器系统阻尼相对分数的优化问题。
2003-05-24 physics.acc-ph
Equilibrium parameters in coupled storage ring lattices and practical applications
我们计算平衡发射度和阻尼时间由于发射的同步辐射耦合储存环晶格通过评估的投影到耦合运动的正常模式的常用同步辐射积分。通过计算离轴对辐射积分的贡献来计算轨道畸变。我们提供了明确的公式，快速向前计算，已实施到交互式晶格设计代码OPA。
2022-02-23 physics.acc-ph
Averaged Invariants in Storage Rings with Synchrotron Motion
在一个理想的加速器中，单粒子动力学可以解耦为横向运动--电子感应加速器振荡--和纵向运动--同步加速器振荡。色度和色散效应在这些动力学之间引入耦合，即所谓的同步感应加速器耦合。我们提出了一个完整的耦合动力学分析超过一个单一的同步振荡，导致一个平均不变的同步感应加速器耦合在一个通用的晶格。我们将这种分析应用到两个问题：首先，一个玩具晶格的计算是解析易处理的，然后设计一个快速循环的同步加速器，使用丹尼洛夫和Nagaitsev描述的可积光学，显示虽然有相当复杂的行为在同步振荡的过程中，丹尼洛夫-Nagaitsev不变量仍然是周期性的同步运动。
2020-11-10 physics.acc-ph physics.class-ph
Symmetry Exploitation in Orbit Feedback Systems of Synchrotron Storage Rings
同步加速器储存环的结构对称性是在磁晶格的设计阶段有意创建的，但在设计稳定加速粒子束的控制算法时没有考虑它们。然而，控制算法的选择受到同步加速器的速度要求的限制。同步加速器的标准控制算法基于轨道响应矩阵的奇异值分解（SVD）。SVD控制器既没有利用结构对称性，也没有表现出任何速度优势。基于感应加速器函数的周期性和反射特性，我们证明了这些结构对称性是由轨道响应矩阵继承的。我们表明，所得到的块循环和中心对称矩阵的属性可以用于不同的计算效率的分解的控制器。我们还解决了对称性破缺的情况下，由于奇怪的磁铁和监视器的位置。我们的有效分解可以使同步加速器使用更先进的控制技术，如控制算法，需要实时优化。这些先进的控制技术可以反过来提高同步加速器光源研究的质量。
2020-08-31 eess.SP physics.acc-ph
Time-Correlated Single-Photon Counting for versatile longitudinal diagnostics at the MAX IV Laboratory storage rings
MAX IV Laboratory（MAX IV实验室）
MAX IV实验室利用时间相关单光子计数技术提升存储环中电子束团纵向诊断能力，增强同步辐射光源的运行效率。
2025-01-10 physics.acc-ph
A synchrotron-based kilowatt-level radiation source for EUV lithograph
提出了一种用于产生千瓦级相干EUV辐射的有限周长约为160 m的紧凑阻尼环。利用角色散诱导微聚束方法，用257nm波长的激光调制环中的电子聚束[C. Feng和Z. Zhao，Sci. 7，4724（2017）]。利用最先进的加速器和激光技术可以实现平均功率约为2.5 kW的13.5 nm相干辐射。
2021-10-18 physics.acc-ph
Longitudinal phase-space coating of beam in a storage ring
在这封信中，我报告了一个新的计划，束堆积没有任何束流发射度稀释使用的屏障射频系统在同步加速器。该计划的一般原则，称为纵向相空间涂层，验证的概念，通过多粒子束动力学模拟应用到费米实验室回收器，其实验演示。此外，它已被证明和说明，该方案中涉及的射频体操可用于测量的非相干同步调谐光谱的光束在障碍桶和在纵向相空间中产生一个干净的空心光束。本文提出的同步加速器束流堆积方法是同类方法中的第一种。
2015-10-29 physics.acc-ph
High-Intensity Synchrotron Radiation Effects
本文讨论了强同步辐射对粒子加速器，特别是储存环加速器性能的各种影响。在简要介绍同步辐射的基础上，讨论了热负荷、气体负荷、电子发射等的基本概念，以及克服这些影响的对策。
2016-08-08 physics.acc-ph
Low emittance lattice for the storage ring of Turkish Light Source Facility TURKAY
土耳其加速器中心）项目旨在在土耳其建立一个加速器中心。该项目的第一步是建设红外自由电子激光装置。第二阶段是建立一个名为TURKAY的同步辐射装置，这是第三代同步辐射光源，旨在实现3 GeV低发射度电子束的高亮度光子束。电子束参数高度依赖于储存环的磁晶格。本文提出了一种用于TURKAY的低发射度储存环，并研究了磁晶格的束流动力学特性。
2014-09-16 physics.acc-ph
Synchrotron Radiation Interferometer Calibration Check by Use of A Size Control Bump in KEKB
在KEKB中，同步辐射干涉仪（SRM）用于测量横向光束尺寸。还有一种工具，通过在每个KEKB环中最强的非交错六极磁体之一处制造一个称为“iSize”的不对称凸块，有意地扩大垂直束流尺寸。通过将测量的垂直光束尺寸与使用计算机代码“SAD”计算的垂直光束尺寸进行比较，检查了SRM的校准。获得的校正因子HER为1.000 $\pm$ 0.045，LER为0.971 $\pm$ 0.060，与SRM \cite{SRMcalib}的校正因子在误差范围内一致。使用获得的校准因子，计算每个环的x-y耦合。
2007-07-04 physics.acc-ph
Optimization of the injection beam line at the Cooler Synchrotron COSY using Bayesian Optimization
本研究将贝叶斯优化应用于COSY储存环注入束流线，通过有限观测调节15个四极磁铁和28个校正磁铁，提升了环内束流强度，且效果优于手动优化。
2023-03-16 physics.acc-ph
Feasibility of a synchrotron storage ring for neutral polar molecules
通过计算和数学建模，我们证明了建立中性极性分子同步辐射储存环的可行性。网格是一个跑道型3.6米的周长组成的两个180度的弧，六个聚束器，和两个长直的部分。每个直线段包含两个三重聚焦透镜和用于光束注入和实验的空间。该设计还包括一个匹配的注射器和线性减速器。最多可装载60束，并同时储存在环中。分子以90 m/s注入，但循环束的速度在注入后可以减速到60 m/s。该模型使用氘代氨分子在弱场寻求状态。在400转（15秒）后仍然存在的光束，水平和垂直接受度分别为35 mm-mr和70 mm-mr，能量接受度为± 2%。
2002-12-10 physics.acc-ph physics.chem-ph
Synchrotron Radiation in Cyclic Accelerators
本文发展了一种描述接近于循环加速器的磁模型的电子动力学的方法，并应用于带电粒子电磁辐射的分析。本文导出了考虑加速器和储存环晶格中电子振动的同步辐射角特性公式。结果表明，无论是光子的偏振度，以及辐射强度的光谱和角分布，表现出可观察到的依赖于垂直电子感应加速器振荡。
2018-11-25 physics.acc-ph
A machine-learning based closed orbit feedback for the SSRF storage ring
为了提高同步辐射的稳定性，提出了一种基于机器学习的闭环轨道反馈方法，并在上海同步辐射装置储存环上进行了试验。在我们的实验中，基于机器学习的闭环轨道反馈不仅可以同时进行水平、垂直和射频频率反馈，而且比传统的慢轨道反馈（SOFB）系统具有更好的收敛性和收敛速度。此外，校正后的校正器的电流变化的残余值几乎可以忽略。这种基于机器学习的新方法有望建立一个新的闭合轨道反馈系统，提高储存环在日常运行中的轨道稳定性。
2022-12-02 physics.acc-ph
Gravitational Synchrotron Radiation from Storage Rings
重新研究了储存环中带电粒子引起的引力波。在这样的GW中有两个主要组成部分。一种是引力同步辐射（GSR），即，相对论性带电粒子的轨道弯曲产生的直接辐射，与传统的电磁同步辐射（EMSR）非常相似，尽管它们的辐射光谱具有特征差异。传统的EMSR谱在临界频率$ω_c=γ^3ω_0\ggω_0$处达到峰值，而GSR谱在储存环基频$ω_0$处达到峰值，该基频低得多。另一种是通过储存环偏转磁体将EMSR谐振转换为相同频率的GW，即，Gertsenshtein效应以欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）为例，我们发现与GSR相关的时空扰动$h\sim 5\times 10^{-40}$远低于基于LIGO型迈克尔逊干涉测量方法的GW探测器的灵敏度。另一方面，由EMSR的谐振转换引起的GW具有高得多的频率，因此具有很大的局部性，因此可以想象通过反向转换（所谓的“光透过墙壁”）过程来检测它们。
2021-11-24 gr-qc hep-ex physics.acc-ph
Notes on the design of experiments and beam diagnostics with synchrotron light detected by a gated photomultiplier for the Fermilab superconducting electron linac and for the Integrable Optics Test Accelerator (IOTA)
我们概述了在费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施和集成光学测试加速器（IOTA）的电子直线加速器的束流实验的设计，基于同步光发射的电子在弯曲偶极子，检测与门控微通道板光电倍增管（MCP-PMT）。该系统既可用于射束诊断（例如，具有全动态范围的光束强度、逐圈光束振动等）以及用于科学实验，例如直接观察储存环中单个电子发射的辐射的时间结构。在电子直线加速器的下游端和IOTA环中的光子脉冲和光谱之间的相似性允许在直线加速器的调试期间测试装置。
2017-11-08 physics.acc-ph
Transverse resonance island buckets for synchrotron-radiation based electron time-of-flight spectroscopy
在德国联邦物理技术研究院（PTB）周长为48 μ m的小型电子储存环--计量光源（MLS）上，利用横向共振岛桶实现了一种特殊的储存电子双稳定闭合轨道运行模式。其中一个轨道只转了三圈就关闭了。与单束团操作相结合，将新模式应用于电子飞行时间光谱，其中同步辐射脉冲的间隔是MLS旋转周期的三倍（160 ns）。这一成果对PTB未来的同步辐射角分辨电子能谱计划和其他紧凑型电子储存环的类似项目具有重要意义。此外，通过在MLS的插入装置光束线处的光学成像进行轨道和源点选择的应用方案可能与柏林亥姆霍兹中心的BESSY VSR项目相关。
2018-06-26 physics.acc-ph
The ANKA Injector
ANKA是一个2.5 GeV的同步辐射储存环，正在德国卡尔斯鲁厄研究中心建造。注入器系统将包括一个末端能量为20至50 MeV的预注入器和一个0.5 GeV的助推同步加速器。下面对设计助推同步加速器的三种不同方案进行比较。
1997-06-27 physics.acc-ph
Transverse beam size measurement system using visible synchrotron radiation at HLS II
在合肥光源II储存环上安装了干涉仪系统和可见同步辐射（SR）成像系统。利用同步辐射工作室（SRW）程序对这两个系统进行了模拟。利用这两个系统，可以测量束流的能散和束流发射度。本文详细介绍了这两种系统的原理和测量方法。最后给出了束流尺寸、发射度和能散的测量结果。
2016-02-25 physics.acc-ph
Coherent Synchrotron Radiation in Whispering Gallery Modes: Theory and Evidence
理论预言电子储存环中的相干同步辐射（CSR）将以回音壁模式出现。在理想化模型中，这些是真空室的共振，其特征在于其高频和靠近室外壁的场的集中。共振模式意味着CSR的频谱中的一系列尖峰，以及导致聚束间通信的很长的尾场。这种行为的理论和实验证据将进行审查。
2017-08-18 physics.acc-ph
Producing Terahertz Conherent Synchrotron Radiation Based On Hefei Light Source
本文从理论上证明了电子储存环可以利用快速冲击磁铁和交流六极磁铁产生太赫兹相干辐射。当垂直色度由交流六极磁铁调制时，由冲击器激励的垂直束集体运动在若干纵向振荡周期后产生波浪形空间结构。本文计算了合肥光源波形聚束辐射的光谱分布。当电子能量降低到400 MeV时，可以产生0.115 THz的极强相干同步辐射（CSR）。
2014-09-25 physics.acc-ph
Synchrotron radiation of crystallized beams
研究了储存环中电荷在冷却过程中的同步辐射变化。电荷之间的对相关长度在同步辐射中是明显的，并且对于比电荷之间的相干长度更长的波长存在相干效应。因此，同步辐射可以作为一种诊断工具来确定储存环中带电等离子体的状态（气体、液体、晶体）。我们还表明，总功率的同步辐射是大大减少结晶光束。这开启了使用小型循环加速器将粒子加速到超相对论能量的可能性。
1998-11-03 physics.acc-ph physics.class-ph physics.plasm-ph
Suppression of synchrotron radiation due to beam crystallization
相对于“热的”非结晶束，冷结晶束的同步辐射被显著地修改。我们预测了储存环中结晶光束发射的同步辐射的抑制。我们还提出了实验来检测这种效果。
1998-11-03 physics.acc-ph physics.class-ph
The feedback system for the longitudinal coupled-bunch instabilities in the J-PARC Main Ring
J-PARC主环（MR）于2018年5月实现了30 GeV质子束的传输，束流功率为500 kW，用于中微子实验。当束流功率超过470 kW时，在磁共振中观察到了纵向耦合团不稳定性。由于在更高的光束功率下观察到更显著的耦合束团振荡，因此对于超过500 kW的光束功率的稳定传输，耦合束团不稳定性的缓解是必要的。提出了一种新的反馈系统来抑制耦合团不稳定性。反馈系统由壁电流监测器、基于FPGA的反馈处理器、射频功率放大器和作为纵向冲击器的射频腔组成。由壁电流监测器拾取的光束信号的同步加速器边带分量由反馈处理器检测并用于反馈控制。在反馈处理器中采用单边带滤波技术，分别控制每个耦合聚束模式。为了适应加速过程中同步频率的变化，同步频率跟踪CIC滤波器被用作单边带滤波器中的低通滤波器。我们提出了初步的束流测试结果，以抑制束流振荡与开发的反馈系统。
2019-10-15 physics.acc-ph
Low-impedance stripline kicker for the transverse instability suppression system of the synchrotron radiation facility "SKIF" light source
针对第四代同步辐射光源SKIF的逐束团横向反馈需求，本文设计并分析了一种兼顾制造性、冲击均匀性与低阻抗的带状线冲击器，且其长度可兼作束流位置监测器。
2025-10-20 physics.acc-ph
Detuning Properties of RF Phase Modulation in an Electron Storage Ring
本文研究电子储存环中射频相位调制引起的束流长度增加的失谐特性，通过理论模型、KARA储存环系统测量及宏粒子模拟，验证了实验与理论的定性一致性。
2025-07-29 physics.acc-ph
Injection performance evaluation for storage ring of SSRF
储存环的注入性能是影响同步辐射装置充注模式下光效率和光质量的重要因素之一。为了评估上海光源储存环的注入性能，我们建立了一套基于示波器IOC的逐束团位置测量系统。该系统可对喷射器的能量失配、残余振荡分布和角度误差进行准确评估。
2014-09-23 physics.acc-ph
Linac-Ring Type phi Factory for Basic and Applied Researches
本文估算了为大量产生$ϕ$粒子而设计的直线加速器环形对撞机的主要参数，并探讨了该对撞机在粒子物理研究中的潜力。此外，还确定了分别从电子直线加速器和正电子环获得的自由电子激光和同步辐射的参数，并总结了这些辐射的应用。
1999-06-09 physics.acc-ph
Potential of a longitudinally focusing insertion for a storage ring X-ray FEL
在目前的工作中，我们调查的潜力纵向聚焦装置压缩束流通过波荡器的同步加速器储存环。如果集成到类似于PETRA III的存储环中，则这种装置可能产生在$nm$范围内的连续$\sim$ 1ps光子脉冲，其峰值脉冲功率为数十GW。即使没有在自由电子激光饱和模式下工作，纵向聚焦也可以提供增加亮度和缩短光子脉冲长度的手段。
2013-11-28 physics.acc-ph
Direct observation of spatio-temporal dynamics of short electron bunches in storage rings
在最近的同步辐射装置中，使用短（皮秒）电子聚束是产生太赫兹相干同步辐射（THz CSR）巨脉冲的有效方法。在这里，我们报告的第一次直接观察这些脉冲形状与几皮秒的分辨率，他们的动态在很长一段时间。因此，我们以非常直接的方式证实了预测两个物理过程之间相互作用的理论。在一个临界聚束电荷下，我们观察到一个训练相同的太赫兹脉冲（宽带太赫兹梳）源于电子聚束的短。在这个阈值以上，很大一部分的发射是由漂移结构，这是通过自发自组织出现。通过使用最近开发的具有高灵敏度的光子时间拉伸探测器，这些具有挑战性的单次太赫兹记录成为可能。实验已在SOLEIL储存环上实现。
2016-07-27 physics.acc-ph
Calculation of the Coherent Synchrotron Radiation Impedance from a Wiggler
大多数相干同步辐射（CSR）的研究都只考虑了独立的双极磁体的辐射。然而，在未来线性对撞机的阻尼环中，很大一部分辐射功率将在阻尼摇摆器中发射。本文在大摇摆器参数$K$的限制下，导出了摇摆器中CSR引起的纵向尾流场和阻抗。在适当的缩放之后，结果可以用与$K$无关的通用函数来表示。尾流场在大、小距离范围内的解析渐近结果，阻抗在小、高频率范围内的解析渐近结果。
2003-01-30 physics.acc-ph
Measurements of undulator radiation power noise and comparison with $\textit{ab initio}$ calculations
一般情况下，储存环中同步辐射功率的匝间波动取决于电子聚束的6D相空间分布。这种效应与不同电子辐射场的干涉有关。在一个同步辐射源中，束团内相对电子位置和速度的变化导致每次通过的总发射能量的波动。这种效应已经在前面描述过，假设在进入同步辐射源之前电子速度恒定且相等。本文提出了一个光束发散角不可忽略的涨落公式。此外，我们证实了这个公式在一个专门的实验中与波荡器辐射的积分光学测试加速器（IOTA）存储环在费米实验室。最后，在束流仪器的可能应用进行了讨论。
2021-02-25 physics.acc-ph
Storage-ring Electron Cooler for Relativistic Ion Beams
由于电子冷却效率随能量的降低以及产生和加速高电流高质量电子束的困难，在离子能量高于几GeV时电子冷却的应用受到限制。高电流储存环电子冷却器通过自然发生的电子束的同步辐射阻尼来保持高冷却束质量，从而提供了对这两个问题的解决方案。然而，可以使用存储环电子冷却的离子能量范围受到低离子能量下的低电子束阻尼率和高离子能量下的高平衡电子能量扩展的限制。本文报道了一种基于储存环的冷却器的发展，该冷却器由具有显著不同能量的两个部分组成：冷却部分和阻尼部分。调整冷却段中的电子能量和其它参数，以最佳地冷却所存储的离子束。调整阻尼部分中的电子束参数以使电子束的阻尼最佳。必要的能量差由能量回收SRF结构提供。给出了这种储存环制冷机的线性光学系统原型和初始跟踪模拟，并讨论了相干同步辐射和光束分裂等潜在问题。
2016-05-09 physics.acc-ph
A Study of Influence of Synchrotron Radiation Quantum Fluctuations on the Synchrotron Oscillations of a Single Electron Using Undulator Radiation
在储存环中循环的单个电子是一个非常奇特的物体。同步辐射的量子涨落使电子同步振荡产生随机过程，利用波荡器的辐射可以获得电子运动的离散矩。本文叙述了在VEPP-3光学速调管上进行的单电子实验。
1995-04-07 acc-phys physics.acc-ph
Limit on a horizontal emittance in high energy muon colliders due to synchrotron radiation
结果表明，在100 TeV μ子对撞机上，环中的同步辐射将决定最小水平发射度。
2000-01-12 hep-ex physics.acc-ph
Simulation of the fast ion instability in SSRF storage ring
在上海同步辐射装置（SSRF）储存环调试和运行初期，观测到快离子不稳定性。本文采用弱-强程序对上海光源储存环快离子不稳定性进行了数值模拟。各种填充模式和气体压力进行了研究。结果表明，微型列车填充模式对抑制快离子不稳定性的增长是非常有效的。
2010-06-11 physics.acc-ph
Longitudinal dynamics with RF phase modulation in the LNLS electron storage ring
在巴西的同步加速器光源，我们观察到，调制的相位的加速场在大约两倍的同步频率抑制非常好的纵向耦合束流模式驱动的高阶模式（HOM）的射频（RF）腔之一。在这项工作中，我们提出了一组系统的测量结果，在单和多束模式，旨在表征RF相位调制的影响的光束。我们比较这些实验的跟踪模拟和理论模型的结果，其中朗道阻尼是稳定的机制，解释了抑制的纵向耦合束不稳定。我们还测量了通过相位调制在纵向相空间中产生的稳定岛的频率和作为调制频率和幅度的函数的纵向束传递函数（BTF）。实验结果与理论预期相符。
2006-10-11 physics.acc-ph
Scaling Behavior of Circular Colliders Dominated by Synchrotron Radiation
相当低的希格斯粒子质量使得下一个高能设施很自然地成为一个圆形的e+e-希格斯工厂，然后，在同一个隧道中的下一代p，p对撞机。测量亮度限制现象的同步辐射功率损失，束-束相互作用的限制，和beamstrahlung，标度律的建立，固定的希格斯工厂的所有参数，作为假设的半径$r$，和RF功率$P$的函数。至少是第一个近似值。从历史上看，电子和强子环的加速器形式主要是通过同步辐射对电子的重要性和对质子的不重要性来区分的。虽然电子束在几秒钟内达到平衡，但质子束分布在很长一段时间内基本上完好无损。对于未来的强子对撞机，这种区分将不再有效。这将对未来FCC-PP质子对撞机的设计产生很大影响，其参数可以使用以前仅适用于电子环的公式进行外推。最重要的标度律具有依赖于$r$和$P_{\rm rf}$的光度，该光度仅作为它们的乘积$rP$的函数。这种关系简化了选择一个隧道半径，这是最佳的希格斯工厂和p，p对撞机，而（几乎）最小化的初始成本--通过增加$r$和减少$P$成比例，隧道周长可以增加（如所需的p，p）没有显着增加希格斯工厂的成本。
2015-04-07 physics.acc-ph
Ramping Control of HLS Storage Ring
合肥光源是第二代同步辐射光源。在以200 MeV的能量注入储存环后，电子将斜坡上升到800 MeV。在斜升过程中，弯磁体、四磁体和六磁体的磁场同步斜升，以保持储存环的工作点不变。这一过程由在EPICS下构建的HLS控制系统仔细控制。采取了一些措施来确保斜坡的同步性和线性度。
2001-11-23 physics.acc-ph
Synchrotron-Like Radiation Beyond The Standard Model I: Hunting for new physics with the Sokolov-Ternov effect
储存环中的电子和正电子束通过发射自旋翻转同步辐射而自聚焦。如果新的超轻粒子与$e^\pm$耦合，它们以类似同步加速器的辐射形式发射，将改变特征自极化时间。我们计算了几种简化模型中自旋翻转类同步辐射的速率，发现轴向矢量的贡献最大。我们使用来自瑞士光源的偏振时间测量和SPEAR 3来对耦合到$e^\pm$的超轻轴向矢量设置新的强限制。
2020-08-26 hep-ph physics.acc-ph
Contribution of Wiggler to Radiation Integral in an Electron Storage Ring
本文针对电子储存环中wiggler对电子束发射度的量子激发贡献，提出了比文献近似公式更精确的评估结果，对未来光源发展具有重要价值。
2024-10-13 physics.acc-ph
Coherence properties of the high-energy fourth-generation X-ray synchrotron sources
我们对发射度为10 pmrad的第四代高能储存环的相干特性进行了分析。目前预期具有这些低发射度值的储存环将在硬X射线下达到衍射极限。用XRT软件和解析方法对500 eV到50 keV的不同光子能量的相干特性进行了模拟。结果表明，在这种储存环上达到的最小光子发射率（衍射极限）为λ/2π。使用模式分解，我们表明，在这项工作中考虑的存储环的参数，衍射极限将达到软X射线能量为500 eV。在12 keV光子能量下，大约有10种模式对辐射场有贡献，在更高的光子能量下，甚至有更多的模式对辐射场有贡献。详细分析了低发射度储存环中电子束的能散效应。在从零到0.2%的不同相对能量扩展值下进行模拟。我们观察到的相对能量扩展值的增加的相干度的降低。我们的分析表明，要达到衍射极限的高光子能量的电子束流发射度应该下降到1 pmrad和以下。
2019-07-08 physics.acc-ph physics.optics
From self-organization in relativistic electron bunches to coherent synchrotron light: observation using a photonic time-stretch digitizer
在最近和未来的同步辐射设施中，需要具有越来越高的电荷密度的相对论电子聚束来产生从X射线到太赫兹的各种波长的明亮光。在这样的条件下，电子束团与其自身发射的电磁场的相互作用导致不稳定性和复杂空间结构的自发形成。因此，理解这些不稳定性是大多数电子加速器的关键。然而，调查遭受缺乏非破坏性的记录工具的电子束团的形状。因此，在储存环中，大多数研究都集中在由此产生的辐射上。在这里，我们提出了测量的电场在附近的电子束在存储环，在许多圈。为了记录超快电场，我们设计了一个光子时间拉伸模数转换器，其采样速率为每秒万亿次。因此，我们可以观察到储存环中自发斑图形成和相干同步辐射巨爆发之间的预测联系。
2019-02-16 nlin.PS physics.acc-ph physics.optics
Transverse beam instabilities in low-emittance booster synchrotrons
针对第四代光源低发射度增强器的横向束流不稳定性问题，以SOLEIL II增强器为对象开展数值研究，验证了朗道阻尼的抑制作用、纵向阻尼的横向扩散效应，还发现了高能锯齿不稳定性及宽带阻抗的关键作用。
2025-08-01 physics.acc-ph
Beam Dynamics in Synchrotrons
本文综述了同步加速器和储存环中的粒子动力学。横向平面和纵向平面均以线性近似描述。主要的重点是给一个基本概念的介绍，并允许读者推导出的主要参数的机器，根据一些简单的比例定律。
2018-04-24 physics.acc-ph physics.med-ph
Coherent Terahertz synchrotron radiation mastered by controlling the irregular dynamics of relativistic electron bunches
自发形成的空间结构（模式）发生在各种情况下，从沙丘和流氓波的形成，交通堵塞。在过去的几十年里，非常实际的原因也导致了在同步辐射光源中使用的相对论电子聚束中斑图形成的研究。作为主要的动机，在不稳定性期间自发出现的图案使太赫兹辐射功率增加超过10000倍。然而，这些模式的不规则性在很大程度上阻碍了这种强大的来源的应用。在这里，我们展示了如何使用从混沌控制理论借来的观点，使时空图案规则（从而发射太赫兹功率）。在数学上，规则的不稳定的解决方案预计将与不希望的不规则的解决方案共存，因此可以使用反馈控制可控。我们证明了这种定期的解决方案在同步辐射SOLEIL储存环的稳定性。这些“受控不稳定溶液”的操作使得能够设计高电荷和稳定的同步辐射源。
2018-10-28 physics.acc-ph
Beam Position Monitoring System at CESR
康奈尔正负电子储存环（CESR）由高能物理正负电子对撞机改造而成，作为康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）的专用同步加速器光源，并作为测试加速器进行加速器物理研究，能够研究与未来阻尼环，对撞机和光源相关的主题。在这种模式下，储存环运行的初始阶段的一些特定主题被标记为CesrTA（CESR作为测试加速器），包括1）产生低发射度束的调谐技术，2）储存环中电子云发展的研究和3）束内散射效应。CESR完全转换为CesrTA发生在几年的时间内，在其他地方描述。作为这一转换的一部分，CESR束流位置监测（CBPM）系统进行了全面升级，以提供这些研究所需的仪器功能。本文介绍了新的CBPM系统硬件，其功能和升级后的系统进行的代表性测量。
2017-08-04 physics.acc-ph
Beam dynamics performance of the proposed PETRA IV storage ring
针对PETRA IV同步辐射升级项目的设计收尾阶段，研究提出基于H6BA单元的储存环磁聚焦结构，评估其束流动力学性能，并探讨大尺寸低发射度环的设计挑战与机遇。
2024-08-15 physics.acc-ph
Dynamic aperture limitation in $e^+e^-$ colliders due to synchrotron radiation in quadrupoles
在一个非常高能量的轻子储存环中（例如在$e^+e^-$希格斯工厂中），即使在没有任何磁非线性的情况下，来自四极子的同步辐射也会限制横向动态孔径。这在LEP和未来圆形$e^+e^-$对撞机（FCC-ee）的跟踪中观察到。在这里，我们描述了一种新的机制，不稳定性的调制粒子能量的双电子感应加速器频率的同步辐射在四极。能量调制在相同频率下改变横向聚焦强度，并产生具有不寻常特性的电子感应加速器振荡的参数共振。它发生在任意的电子感应加速器频率（共振失谐总是为零）和电子感应加速器振荡的参数调制的幅度（共振驱动项的强度）取决于振荡幅度。辐射阻尼和共振激励之间的平衡给出了稳定运动的边界。从6维运动方程出发，推导并求解了描述共振的微分方程，分析结果与数值模拟结果吻合较好。
2018-11-12 physics.acc-ph
A Monte-Carlo simulation of the equilibrium beam polarization in ultra-high energy electron (positron) storage rings
随着最近全球对建造下一代圆形电子-正电子对撞机以研究希格斯玻色子的性质以及粒子物理学中超高束能量的其他重要课题的兴趣，追求在该能量尺度上实现偏振束的可能性也很重要。因此，有必要建立模拟工具来评估这些超高光束能量下的光束偏振。本文利用多形跟踪码（PTC）（Schmidt et al.，2002年[1]。模拟是针对一个模型储存环，其参数类似于在该能量范围内提出的圆形对撞机的参数，并将其与建议（Derbenev等人，1978 [2]），在超高束能量的同步辐射存在下，存在作为束偏振基础的自旋动力学的不同状态。特别地，已经提出，在当前能量下的同步加速器振荡期间的自旋共振的所谓“相关”交叉在超高能量下演变成自旋共振的“不相关”交叉。
2015-05-16 physics.acc-ph
Coherent modes of X-ray beams emitted by undulators in new storage rings
电子通过放置在储存环中的波荡器发射的同步辐射被分解为相干模式。利用交叉谱密度和相干模谱分析了电子发射度与光子扇发射度相当的极限储存环的情况。所提出的方法允许自然的统计分析和传播的交叉谱密度沿光束线光学。利用交叉谱密度的本征值和相干模，完整地给出了X射线束在束线上任意点的相干特性。
2017-06-14 physics.acc-ph
Vertical beam size measurement in the CESR-TA $e^+e^-$ storage ring using x-rays from synchrotron radiation
我们描述了X射线束流尺寸监测器（xBSM）的结构和操作，该装置使用同步辐射测量CESR-TA储存环中的$e^+$和$e^-$束流尺寸。该装置可以在$\sim2~$ GeV的$e^\pm$束能量下逐圈、逐束测量$10-100~μ$ m的垂直束流尺寸。在这样的射束能量下，xBSM将$ε\approx$ 1-10 $~$ keV（$λ\approx 0.1-1$ nm）的X射线成像，所述X射线从硬弯曲磁体通过单缝或多缝（编码孔径）光学元件出现在具有50 $~μ$ m间距的32个InGaAs光电二极管的阵列上。光束线和检测器完全处于真空中，使得单次发射光束尺寸测量低至每束0.1 $~$ mA（$2.5\times10^9$粒子）以下，束间间距低至4 $~$ ns。在$E_{\rm b}=2.1 $ GeV处，对于$\sim12~μ$ m的束流尺寸，达到了$\sim 1~μ$ m的系统精度;预计这将按$\propto 1/σ_{\rm b}$和$\propto 1/E_{\rm b}$的比例缩放。要达到这种精度，需要对探测器、光学元件和X射线束进行全面的对准和校准。从xBSM的数据已被用来提取长时间和短时间尺度上的束振荡的特性，并作出详细的研究，低发射度调谐，束内散射，电子云效应，和多聚束不稳定性。
2014-03-03 physics.acc-ph physics.ins-det
