Short intense ion pulses for materials and warm dense matter research
我们已经在劳伦斯伯克利国家实验室的中和漂移压缩实验II上开始了强短脉冲离子束的实验，通过在2 ns FWHM内产生半径r < 1 mm的束斑尺寸和大约10^10个离子/脉冲。为了实现短脉冲持续时间和毫米级焦斑半径，1.2 MeV Li+离子束在位于最后一个加速器磁体之后的1.6米漂移压缩部分中被中和。一个8特斯拉的短焦距螺线管压缩束在存在的大体积等离子体附近的结束之前，这一部分的目标。将探讨的科学课题是热的致密物质、材料中辐射损伤的动力学、强束和束等离子体物理，包括与开发惯性聚变能重离子驱动器有关的选定课题。在这里，我们描述的加速器调试和时间分辨离子发光测量钇铝钙钛矿使用完全集成的加速器和中和漂移压缩组件。
2015-06-18 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Recent Experiments At Ndcx-II: Irradiation Of Materials Using Short, Intense Ion Beams
我们提出了在伯克利实验室的中和漂移压缩实验-II（NDCX-II）加速器的性能的概述，并总结了最近的研究与纳秒和毫米级离子束脉冲产生的材料特性。正在探索的科学主题包括离子引起的材料损伤的动力学、远离平衡的材料合成、热致密物质和强束等离子体物理。我们总结了改进的加速器性能，诊断和薄样品的束诱导辐射的结果，例如，锡和硅。已经产生了具有超过3x10^10个离子、1 mm半径和2-30 ns FWHM持续时间的聚束。为了实现这些短脉冲持续时间和毫米级焦斑半径，1.2 MeV He+离子束在漂移压缩部分中被中和，该漂移压缩部分在最终压缩和聚焦期间去除空间电荷散焦效应。详细的粒子模拟与实验的定量比较在优化加速器性能方面起着重要作用;这些与加速器的重复率保持同步。
2016-10-17 physics.acc-ph
The PXIE LEBT Design Choices
现代轻离子高强度加速器的典型前端通常由离子源、低能束流传输器（LEBT）、辐射四极子（Radiopulmonary Quadrupole，EBT）和中能束流传输器（Medium Energy Beam Transport，MEBT）组成，其后是主要的直线加速器加速结构。多年来，许多LEBT的设计、建造和运营都非常成功。在本文中，我们提出的指导原则和妥协，导致的PXIE LEBT的设计选择，包括一个光束线，允许未中和的运输超过一个显着的LEBT的一部分，无论是脉冲或直流束的基本原理。
2017-04-14 physics.acc-ph
Experimental Improvement of 750-keV H- Beam Transport at LANSCE Accelerator Facility
750 keV低能束流传输的洛斯阿拉莫斯中子科学中心（LANSCE）直线加速器由两个独立的束线，促进同时注入到直线加速器的H+和H-束。这种结构内的束流传输效率在很大程度上由空间电荷中和的影响控制。在本文中，我们报告了一系列的实验，进行了确定的水平，以及所需的时间尺度的发病束空间电荷中和。沿该结构进行的测量表明，中和的空间电荷束动态的束线中的显着变化，相应的结果已被用来大大提高束传输与减少束损失。本文讨论了用于优化传输线中光束性能的实验和理论数据的分析。
2018-10-05 physics.acc-ph
Irradiation of Materials with Short, Intense Ion pulses at NDCX-II
我们提出了一个概述的性能的中和漂移压缩实验-II（NDCX-II）加速器在伯克利实验室，并报告最近的目标实验束驱动熔化和传输离子能量损失测量纳秒和毫米级离子束脉冲和薄锡箔。在0.1 ~ 0.7 J/cm^2的范围内，已经产生了约10^11个离子、半径为1 mm、半高宽持续时间为2-30 ns的束团。为了实现这些短脉冲持续时间和毫米级焦斑半径，1.1 MeV He+离子束在漂移压缩部分中被中和，这消除了最终压缩和聚焦期间的空间电荷散焦效应。束流空间电荷和漂移压缩技术类似于重离子惯性聚变加速器中必要的束流条件和操纵。详细的粒子模拟与实验的定量比较在优化加速器性能方面起着重要的作用。
2017-04-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Invariant Criterion for the Design of Multiple Beam Profile Emittance and Twiss Parameters Measurement Sections
我们介绍并给出了一个最优性准则的应用程序的例子，该准则可用于多束轮廓发射度和Twiss参数测量部分的设计和比较，并且与重建点的位置无关。
2013-05-07 physics.acc-ph
Beam dynamics design of the main accelerating section with KONUS in the CSR-LINAC
兰州重离子加速器（HIRFL）提出了CSR直线加速器注入器方案。直线加速器主要由两部分组成：加速器和IH-DTL。KONUS（Kombinierte GradStruktur）概念已被引入DTL部分。本文将在3.7MeV/u方案中完成主加速段的重新匹配，并给出新的7 MeV/u束流动力学设计。通过束流再匹配，相对发射度沿直线加速器的增长得到了很大的抑制。
2013-06-20 physics.acc-ph
Charge Stripper Effects on Beam Optics in 180-degree Bending Section of RISP Linac
RAON是RISP（稀有同位素科学项目）的超导直线加速器，它将使用电荷剥离器来增加重离子的电荷状态，以便在直线加速器的高能部分进行有效加速。电荷剥离器通过对重离子的散射作用影响束流质量。此外，我们必须选择和加速适当的电荷状态之间的77+和81+的铀束的情况下，以满足在IF（飞行碎片）目标的束流功率要求。研究了180度弯曲段电荷剥离器对束流光学的影响。
2016-06-13 physics.acc-ph
Resolving Two Beams in Beam Splitters with a Beam Position Monitor
先进水压试验设备（AHF）的束流传输系统预期使用多个分束器[1]。在分束器部分中的公共射束管中监测两个分离的射束对这些部分的诊断提出了某些要求。在本说明中，我们探索了通用光束监测器中的双光束系统，并研究了用单个诊断设备解析两个光束位置的可行性。
2002-05-23 physics.acc-ph
Coupling Impedances of Small Discontinuities: Dependence on Beam Velocity
计算了加速器真空室小不连续性的束耦合阻抗[例如，S.S.库伦诺伊河Gluckstern和G. V. Stupakov，Phys.Rev.E52，4354（1995）]中的方法。在这里，我们将结果推广到任意的光束速度。假设真空室具有任意但沿光束路径均匀的截面。纵向和横向的耦合阻抗推导出在一系列的横截面本征函数，而不连续的形状进入通过其极化率。给出了两种重要特殊情况-圆形和矩形腔室截面-的简单显式公式。阻抗对束流速度的依赖性表现出一些不寻常的特征：例如，在超相对论极限中占主导地位的电抗性阻抗可以在一定的束流速度下消失，或者其幅度可以多次超过超相对论值。此外，我们证明了同样的技术，场展开成一系列的横截面本征函数，是方便的计算空间电荷阻抗的均匀束管与任意截面。
2006-03-27 physics.acc-ph
Beam-Gas Interactions in the CERN Proton Synchrotron: Cross Section Measurements and Lifetime Modelling
本文针对CERN质子同步加速器中高强离子束因电荷改变与残余气体相互作用导致的损失问题，提出结合半经验电子俘获与丢失公式的数值模型，并通过氩、氦气体靶实验验证了其对束流寿命和截面的预测能力。
2025-06-03 physics.acc-ph
Optics Reconstruction in the SCL Section of the FNAL Linac
本文针对FNAL直线加速器SCL段，提出三步光学重建方法，通过四极铁扫描与BSM测量确定Twiss参数，调整四极铁校准，并利用TraceWin模拟验证束流包络，获取了过渡段入口处的束流参数。
2025-09-16 physics.acc-ph
Beam Optics Ramping in Under-Constrained Lattice Design: Application to Electron-Ion Collider Hadron Storage Ring Cooling Section
本文针对电子-离子对撞机强子储存环冷却段中可调旋钮多于束流光学约束导致的注入与顶能光学解不连通问题，提出了中点惩罚方案和自上而下自适应加权方法，确保渐变路径连续并满足所有约束，为欠约束系统提供了通用渐变策略。
2025-04-30 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
Study of Low beta-y Straight Section in SPEAR 3
SPR 300 3光源有两个7.6 m的直段，其中一个可用于新的插入器械（ID）。通过将直线中心处的垂直β函数从9.8 m减小到1.5 m，光束尺寸可以从44微米减小到17微米以减小ID间隙，但是ID长度可能受到ID中增加的β-y变化的限制。或者，可以考虑具有两个对称的低β-y位置和一个弯道的“双腰”光学器件来实现两个ID。在本文中，我们讨论了低β-y光学，对束流动态孔径的影响，以及在保持电子束寿命的同时使光子通量密度和亮度最大化所需的ID参数。
2001-06-20 physics.acc-ph
Decoupling of beams previously coupled by effective stand-alone solenoid fringe fields
光束通过螺线管边缘场时会发生x-y耦合，从而改变光束的本征发射度。如前所述（C. Xiao等人，物理修订版ST加速梁044201，{ \bf 16} 2013），可以发现后续去耦部分的恒定设置，使得边缘场强度的变化将不会改变去耦部分出口处的两个横向平面中的Twiss参数$β$和$α$。就目前而言，这一特征被理解为一个通用的光束线，但没有被观察到的一般性。这份报告是解释方便解耦的条纹耦合梁的任何光束线，提供解耦。为了更好的连贯性，本报告包括了以前工作的摘要。
2014-10-23 physics.acc-ph
Space Charge-Induced Emittance Growth in the Downstream Section of ERL Injectors
针对ERL注入器低能段束团因偏转匹配更易受空间电荷影响导致束流品质下降的问题，本文全面分析空间电荷的影响并提出新设计理念以维持束流品质。
2024-12-16 physics.acc-ph
Beam dynamics at the main LEBT of RAON accelerator
韩国大田稀有同位素科学计划（RISP）的高强度稀有同位素加速器（RAON）被设计用于加速多电荷态束流。由电子回旋共振离子源（ECR-IS）产生的离子束将通过低能束流传输（LEBT）主系统传输到射频四极杆（QRF）。在通过LEBT时，应尽量减小横向束流尺寸和纵向发射度。此外，在多谐波聚束器（MHB）到超导体入口的主要LEBT匹配段，将使用静电四极杆来执行超导体入口处所需的扭曲参数的匹配。我们将简要回顾主要LEBT晶格的新方面，并在主要LEBT匹配部分介绍光束匹配。此外，还将讨论各种误差对束流轨道的影响以及畸变轨道的修正。
2015-07-28 physics.acc-ph
Making Micro- and Nano-beams by Channeling in Micro- and Nano-structures
非常小截面的粒子束在许多加速器应用中是有用的，包括生物和医学应用。我们展示了在单晶的表面上使用微米尺寸的结构或使用纳米管的沟道技术的能力，以产生横截面低至1平方微米（或纳米）的光束。引导的光束可以被偏转，从而在角度和空间上与初级和散射粒子很好地分离。利用蒙特卡罗模拟对微梁的特性进行了模拟。对于质子和离子，可以实现低至0.1-0.001纳米弧度的发射率和高达每秒每平方微米100万个粒子的通量。
2002-09-16 physics.acc-ph
Magnetic system for cleaning the gamma beam at the LUE-40 electron linac output
加速电子通过转换器的韧致辐射被用来研究多粒子光核反应。计算，数值模拟，设计和测试的结果，一个特殊的磁清洗系统，以获得一个“纯”束的韧致辐射量子时，研究在LUE-40直线加速器的这种反应的横截面。该系统基于市售的矩形横截面的永磁体。最大轴向磁场为0.9 T，这在距磁体超过90 mm的距离处提供了电子束和伽马射线的充分分离。
2022-03-27 physics.acc-ph
Collective Effects and Intense Beam-Plasma Interactions in Ion-Beam-Driven High Energy Density Matter and Inertial Fusion Energy
为了成功地产生离子束驱动的高能量密度物质和重离子聚变能，强流离子束必须以小的光斑尺寸传输并聚焦到靶上。实现这一目标的成功方法之一是在加速器中加速和传输强离子电荷聚束，然后将电荷聚束弹道聚焦在包含中和背景等离子体的加速器的一部分中。这需要在加速器和传输部分中的未中和（非中性）射束传输期间控制空间电荷效应的能力，以及通过使射束传播通过背景等离子体来有效地中和空间电荷和电流的能力。随着束流强度和能量在未来的重离子聚变（HIF）驱动器和快速点火（FI）方法中的增加，预计非线性过程和集体效应将变得比以前的实验更加明显。利用三维电磁粒子模拟（PIC）程序（BEST、WARP-X和LTP-PIC等），理论和建模研究将通过与100 kV普林斯顿高级试验台上的实验数据以及FAIR设施的未来实验进行比较来验证。所开发的理论预测将被缩放到与重离子聚变驱动器和快速点火场景相关的束和等离子体参数。因此，理论研究结果也将对离子束驱动的惯性约束聚变产生聚变能的长期目标做出重要贡献。
2022-01-31 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
ZDC Effective Cross Section for Run 12 Uranium-Uranium Collisions in RHIC
精确校准2012年铀-铀RHIC运行的每束96 GeV的光度测量是最重要的，以便测量具有合理小误差的总铀-铀截面。在2012年4月20日至5月15日的运行期间，每个实验进行三次游标扫描。束流强度高达3.4 10 $^{10}$铀离子在一个环被成功地加速到平顶在$γ= 103.48$对应于96 GeV/束。在两个低β相互作用点IP 6和IP 8中，所需模型$β^*$值为0.7 m。利用这些光束参数，实现了高达15 kHz的相互作用速率。本文介绍了与游标扫描相关的数据，并讨论了结果和系统效应。
2013-12-23 nucl-ex physics.acc-ph
Description of electromagnetic fields in inhomogeneous accelerating sections. III Beam loading
本文基于广义耦合模理论提出非均匀加速结构中束流加载的自洽半解析理论，采用单模近似描述场的双分量结构，并给出相对论电子束激发电场分布的计算结果。
2025-08-18 physics.acc-ph physics.class-ph physics.comp-ph
Image Effects on the Transport of Intense Nonaxisymmetric Charged Beams
本文研究了强流非轴对称连续带电粒子束中导电管对束流平衡的影响。对于圆柱管和椭圆梁，我们得到了静电势的精确解析表达式。利用变分原理，我们探讨了平衡光束由于导电通道而受到的畸变。最后，我们给出了一个精确的证明，证明了在任意形状的导管中，尽管非线性力作用在任意截面的梁上，这些梁的密度仍然是均匀的，并且它们的断面面积仍然与自由空间中的断面面积相同。
2007-12-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Beam-size effect and particle losses at Super$B$ factory (Italy)
在对撞机中，宏观上大的碰撞参量给$e^+ e^- \to e^+ e^- γ$过程的标准横截面的实质性贡献。这些碰撞参量可以比碰撞束的横向尺寸大得多。这意味着该工艺的标准截面必须进行实质性修改。在本文中，这样的束流尺寸效应计算的轫致辐射在超级$B$工厂在意大利开发。我们发现，这种效果减少了约40%，由于韧致辐射束的损失。
2009-03-17 hep-ph physics.acc-ph
Experimental validation of collective effects modeling at injector section of x-ray free-electron laser
我们考虑集体束流动力学在欧洲XFEL注入器部分。的纵向相空间（LPS）的电子束的测量结果进行了比较，从数值模拟得到的。本文提出了一种新的分析LPS测量中自场效应的方法。它允许准确地确定加速模块中的同步RF相位，并适当地减去LPS中印记的RF曲率。与模拟的进一步结合使得有可能分离来自不同来源的集体效应，从而单独量化这些效应对束流动力学的影响。这包括在RF枪中的空间电荷主导的束流动力学，以及由枪后的尾流场主导的集体效应，直到注入器部分的末端。本文还提出了一种新的分析模型，用于计算有限长射频腔链的短程尾流函数，并通过数值分析和实验结果进行了验证。它示出的物理模型中使用的束动力学的模拟枪后允许减少绝对误差的相关能量啁啾的建模相比，当集体效应枪后被忽略的情况下，由数量级。
2020-12-28 physics.acc-ph physics.comp-ph
Machine Learning For Beamline Steering
Long Island University（长岛大学）
本研究利用深度学习模型辅助粒子加速器束线转向校准，在档案数据上训练并在模拟数据上验证，与人类操作员性能对比，旨在减少人工耗时并提升光源科学吞吐量。
2023-11-13 cs.LG physics.acc-ph
Cross section normalization in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 2.76 TeV and 7 TeV, with ALICE at LHC
ALICE触发系统所看到的参考过程的截面的测量是基于从van der Meer扫描测量的光束特性获得的。这些测量对于物理过程的绝对截面测定是必不可少的。本文着重于仪器和技术方面的检测器和加速器，包括描述的提取光束的属性从范德梅尔扫描。其结果是，横截面的参考过程所看到的ALICE触发系统的质子-质子碰撞在两个能量; $\sqrt{s}$ =2.76 TeV和7 TeV，连同系统的不确定性来源于光束强度测量和其他检测器的影响。通过与LHC中其他实验的数据进行比较来进行一致性检查。
2011-07-04 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Reference cross section measurements with ALICE in pp and Pb-Pb collisions at LHC
参考触发过程的截面是基于专用光度校准实验（van der Meer扫描）中的光束性质测量获得的。这些截面对于确定物理过程的绝对截面是必不可少的。参考截面的PP碰撞在两个质心的能量; 2.76 TeV和7 TeV，和Pb-Pb碰撞在2.76 TeV的系统不确定性的讨论一起从束流强度和速率测量的不确定性。
2013-05-30 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
nuSCOPE: A short-baseline neutrino beam at CERN for high-precision cross-section measurements
本文提出nuSCOPE短基线中微子束设计，实现百分级通量监测和独立能量测量，消除截面测量主要系统误差，并评估其对DUNE和Hyper-Kamiokande相关截面的物理潜力。
2025-06-19 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
