Beam background expectations for Belle II at SuperKEKB
在SuperKEKB正负电子对撞机上进行的Belle II实验旨在收集前所未有的$\rm 50~{\rm ab}^{-1}$数据集，以研究$B$ -介子系统中的$CP$ -破坏，并寻找超越标准模型（BSM）的物理学。SuperKEKB已经是世界上光度最高的对撞机。为了在大约十年内收集计划的数据集，目标是通过进一步增加束流并通过将电子感应加速器功能压缩到$β^{*}_{\rm y}=\rm 0.3~mm$来减小相互作用点处的束尺寸，从而达到$\rm 6.3 \times 10^{35}~cm^{-2}s^{-1}$的峰值亮度。光束背景是这方面的一个关键挑战。我们估计了未来十年的预期背景演变，并讨论了潜在的挑战和背景缓解策略。我们发现，在$β^{*}_{\rm y}=\rm 0.6~mm$达到至少$\rm 2.8\times 10^{35}~cm^{-2}s^{-1}$的光度之前，背景将保持较高但可接受。除了这个亮度，预测是高度不确定的，由于计划重新设计的相互作用区域。要改进背景估计，减少最后最大光度操作的不确定性，就需要完成这一重新设计。
2022-08-08 hep-ex physics.acc-ph
Luminosity performance of SuperKEKB
本文回顾 SuperKEKB 在2020—2022年蟹腰运行下的亮度调谐与性能，分析束流-束流效应对垂直束团增大和亮度上限的关键影响，并总结其创纪录亮度成果。
2023-06-05 physics.acc-ph
A New Damper for Coupled-Bunch Instabilities caused by the accelerating mode at SuperKEKB
SuperKEKB是一台非对称正负电子环形对撞机，采用纳米束方案，在相互作用区实现大束流。大束流使纵向耦合束团不稳定性增长率增大。特别是在加速频率附近的一些最低模态严重。在SuperKEKB的设计参数上，LCBI的$μ$ =-1、-2、-3模式可能不稳定。我们开发了新的LCBI阻尼器来抑制SuperKEKB中新出现的LCBI模式（$μ$ =-1，-2，-3）。新风门将安装在低水平射频控制系统中。新的LCBI阻尼器独立于主要的LLRF控制部件。在台架测试中，我们的新型LCBI阻尼器性能良好，满足要求的规格。为了给使用LCBI阻尼器做准备，我们对射频反馈阻尼梁振荡进行了仿真。模拟结果表明，我们需要更多的阻尼器比他们我们准备。本文报告了新型阻尼器的外形、试验台测量和反馈模拟的结果。
2018-03-29 physics.acc-ph
Development of a Silicon-Based Ultra-Fast X-Ray Beam Size Monitor for SuperKEKB
University of Hawaii（夏威夷大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；Department of Physics, University of Tokyo（东京大学物理系）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Graduate School of Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科）
为超级KEKB研制硅基超快X射线束尺寸监测器，利用同步辐射逐束测量垂直束尺寸，结合多种部件实现束结构和图像重建，测量精度高，为研究束动力学和优化亮度提供有力工具。
2026-07-10 physics.acc-ph physics.ins-det
Highlights from SuperKEKB Phase 2 Commissioning
SuperKEKB是一台用于研究B介子衰变中新物理现象的正负电子非对称能量对撞机。为了实现这一目的，需要比KEKB对撞机高40倍的亮度。该策略是在IP处的垂直β函数被压缩到1/20，并且在保持相同的束-束参数的情况下，束电流是KEKB的两倍。在相互作用点（IP）的垂直β函数将远小于聚束长度，然而，沙漏效应，降低了亮度将通过采用一种新的“纳米束”的计划减少。首先，第二阶段调试的重点是验证纳米梁方案。还研究了Belle II探测器的次级光束相关背景，以便在第3阶段操作之前安装像素顶点探测器。本文将报告第二阶段调试的初步结果和成就。
2019-04-23 physics.acc-ph
SuperKEKB Collider
本文综述SuperKEKB双环对撞机通过纳米束对撞方案实现40倍亮度提升的设计、升级建造及2016年束流调试，并介绍2018年对撞调谐计划。
2018-09-10 physics.acc-ph
LLRF controls in SuperKEKB Phase-1 commissioning
SuperKEKB（Phase-1）是一个7-GeV电子和4-GeV正电子束的非对称双环对撞机，从2月开始，已于2016年6月底成功完成第一次调试，并在两个环中实现了第一阶段所需的束流。本文总结了低水平射频（LLRF）控制问题在第一阶段调试期间的运行结果，包括系统调谐，耦合聚束不稳定性和聚束间隙瞬态效应。SuperKEKB的射频系统由两个环上的大约30个速调管站组成。新开发的LLRF控制系统应用于第一阶段30个台站中的9个台站。SuperKEKB的RF参考信号分配系统也已升级。这些新系统运作良好，并无出现严重问题，有助顺利进行启用工程。在KEKB操作中使用的旧的现有系统仍然在大多数台站中重复使用，它们也像KEKB操作中一样运行良好。
2018-03-24 physics.acc-ph
Measurement of Sudden Beam Loss Events Using Bunch-by-Bunch BPMs at SuperKEKB
The University of Tokyo（东京大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
通过超KEKB的束流逐束束流位置监控器观测突发束流损失事件，发现其与真空腔内压力爆破现象存在强相关性，并揭示了束流位置振荡模式的变化规律。
2026-03-13 physics.acc-ph
Tevatron Beam Halo Collimation System: Design, Operational Experience and New Methods
质子束和反质子束在Tevatron对撞机中的准直是为了保护CDF和D0探测器并使其本底率最小化，保持超导磁体的辐照处于控制之下，保持长期运行的可靠性，并减少束流感应辐射对环境的影响。本文简要介绍了对撞机准直系统的设计、实际实现和性能，控制横向和纵向束晕的方法，以及在Tevatron上测试的两种新的准直技术。
2012-05-02 physics.acc-ph
Application of RFSoC Technology for Beam Position Monitors at the SuperKEKB Storage Rings Injection Points
Nagoya University（名古屋大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
本文介绍了基于RFSoC平台开发的新读出设备，用于超KEKB存储环注入点的束流监测器，以实现高束流和亮度目标。
2026-02-23 physics.acc-ph
Beam Cleaning and Collimation Systems
粒子加速器中的准直系统被设计成安全有效地处理束流运行过程中不可避免的损失。不同类型的加速器需要不同的角色。束流准直的现有技术在高强度、高能量超导强子对撞机中得到了例证，如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC），其中存储的束流能量达到比淬冷磁体所需的微小能量高出几个数量级的水平。准直系统是这些现代机器日常操作的基本系统。在本文中，多级准直系统的设计进行了审查，作为一个例子的案例研究的大型强子对撞机。在这种情况下，实现了前所未有的清洁性能，以及与任何其他加速器相比的系统复杂性。还讨论了与准直器设计和大型准直系统的操作挑战有关的方面。
2016-08-10 physics.acc-ph
Beam Cleaning and Collimation Systems
以LHC为案例，回顾了粒子加速器多级束流准直系统的设计，强调其在控制高能束流损失、防止设备损坏中的关键作用及运行挑战。
2025-11-05 physics.acc-ph
A time resolved study of injection backgrounds during the first commissioning phase of SuperKEKB
我们报告在2016年的SuperKEKB对撞机的第一个调试阶段的光束背景的测量，与塑料闪烁体和硅光电倍增器的CLAWS检测器系统进行。传感器的亚纳秒时间分辨率和单粒子探测能力允许逐束测量，使CLAWS能够对光束背景进行新颖的时间分辨分析，并使该系统独特地适合于研究注入背景。本文介绍了常规束本底和注入本底的各种测量方法，包括注入本底的时间结构和衰变行为、命中能谱和总本底率。这些测量表明，注入后升高的背景速率通常持续几毫秒，大多数背景粒子通常在前500 us内观察到。注入背景在时间上表现出明显的模式，与加速器环中的电子感应加速器和同步加速器振荡有关。这些图案的频率由探测器数据确定。
2021-11-21 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Collimation with hollow electron beams
提出了一种新的控制强流高能束晕在储存环和对撞机中的消除概念。它是基于循环束的相互作用与5千电子伏，磁约束，脉冲空心电子束在一个2米长的部分环。电子包围循环束流，横向踢晕粒子并使束流核心不受干扰。通过充当可调谐扩散增强器而不是硬孔径限制，中空电子束准直器将常规准直系统扩展到超出由可容忍损耗施加的强度限制。这个概念在费米实验室的Tevatron质子-反质子对撞机上进行了实验测试。本文介绍了980-GeV反质子准直的初步结果。
2011-07-11 physics.acc-ph
Implementation and Deployment of an Injection Tuning Tool Using Bayesian Optimization at the SuperKEKB Accelerator
The University of Tokyo（东京大学）；KEK（高能加速器研究机构）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）
本研究在SuperKEKB加速器开发了基于贝叶斯优化的自动注入调谐工具，测试中将注入效率最高提升32%，助力实现更高瞬时亮度的目标。
2026-09-03 physics.acc-ph
Studies of Beam Optics and Scattering in the Next Linear Collider Post-Linac Collimation System
我们提出了一个新的概念和光学设计的下一个直线对撞机后直线加速器准直系统。在具有大水平色散和垂直电子感应加速器功能的系统中实现了能量准直和对非能量束的被动保护。Betatron准直是在一个相对较低的β（FODO类）晶格中进行的，其中只有薄的扰流器在束芯附近拦截粒子，而厚的吸收体保持与束的大距离。两种可能的方案的扰流器被认为是：一个在其中的扰流器是能够容忍一定数量的破坏性的拦截每对撞机运行（“消耗”扰流器），和一个在其中的扰流器是潜在的损坏的每一个机器脉冲和自我修复（“可再生”扰流器）。系统的准直效率进行了评估，考虑到晕粒子被重新散射到光束和μ子secondaries通过相互作用区域。我们的结论是，新的设计是一个有前途的候选人的NLC后直线加速器系统。
2000-10-30 physics.acc-ph
First Measurements of Beam Backgrounds at SuperKEKB
SuperKEKB电子-正电子对撞机的高设计亮度预计将导致相互作用区域中具有挑战性的光束诱导背景水平。正确地模拟和减轻这些背景是Belle~II实验成功的关键。我们报告了在2016年SuperKEKB所谓的第一阶段调试运行期间使用一套专用束背景探测器（统称为BEAST II）进行的测量，其中涉及7 GeV电子的高能环（HER）以及4 GeV正电子的低能环（LER）的操作。我们描述的BEAST II探测器系统，模拟光束背景，并进行测量。测量包括标准的剂量率与加速器条件，和更新颖的调查，如一束一束的测量注入背景和测量灵敏的能谱和角分布的快中子。我们观察束气，Touschek，束尘，和注射背景。我们没有观测到明显的同步辐射，正如预期的那样。两个环中测得的LER束气背景和Touschek背景略有升高，平均比模拟预测的水平大三倍。HER束气背景平均比预测的大两个数量级。系统的不确定性和渠道间的变化很大，因此这些过度仅构成1-2西格玛水平的影响。中子本底率高于预测值，应进一步研究。我们将在即将到来的调试阶段2中测量由于碰撞光束而产生的剩余光束背景过程。预计这些背景对Belle II来说是最关键的，以至于在SuperKEB的第3阶段（全光度）操作期间需要更换探测器组件。
2018-02-05 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Development of hollow electron beams for proton and ion collimation
磁约束空心电子束的控制晕消除在高能对撞机，如Tevatron或LHC可能会扩展传统的准直系统超出可容忍的材料损伤所施加的强度限制。它们还可以通过抑制由于光束抖动引起的损耗尖峰和通过增加捕获效率来改善准直性能。设计并制造了一种空心电子枪。它的性能和稳定性在费米实验室测试台上进行了测量。该枪将安装在现有的Tevatron电子透镜中，用于空心束准直器概念的初步测试，解决重叠质子和电子束的对准和不稳定性等关键问题。
2012-02-01 physics.acc-ph
Anomaly Detection in Bunch Oscillations for Early Warning of Sudden Beam Loss at SuperKEKB
Marietta Blau Institute, Austrian Academy of Sciences（玛丽塔·布劳研究所，奥地利科学院）；University of Victoria（维多利亚大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构（KEK））；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学（SOKENDAI））；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理系）
本研究针对SuperKEKB束流突然损失问题，采用DeepLSTM等基于束团振荡的异常检测算法，实现了比现有基于电荷的参考方法更早的触发，平均提前25-30μs，为早期预警提供了可行方案。
2026-10-14 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
First Synchrotron Injection Attempt into The SuperKEKB High Energy Ring
High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究中心）
首次尝试向超级KEKB高能环注入同步加速器束流，通过配置晶格、设置能量、考虑引出系统限制、利用逐圈束位置监测器建立调谐程序，成功消除注入束流betatron振幅，实现注入并产生光度。
2026-07-13 physics.acc-ph
Crystal-Assisted Beam Extraction and Collimation at the U-70 Circular Accelerator
新的晶体技术--基于薄直板的弯曲条阵列和扇形反射器--已被用于U-70加速器中能量为50 GeV和1.3 GeV的循环束的提取和准直研究。它示出，新的设备可以有效地引导光束在很宽的能量范围内。对于能量为50 GeV的质子，提取和准直效率达到90%左右，这是该方法的最高记录。与通常的一级准直方案相比，在应用不同晶体的加速器中也观察到粒子损失减少2-3倍。
2011-02-14 physics.acc-ph
Analysis and Stabilization of AC Line Synchronized Timing System for SuperKEKB
定时系统提供高精度信号，以允许对加速器复合体中的各种硬件和软件组件进行控制。这是由射频（RF）和子系统（如速调管、脉冲磁体和束流监视器）的触发信号同步来保证的。主触发信号应分布在整个设施中，并以波束重复率重复。该触发信号通常由AC电力线的同相产生，以跟随电网的波动源并减少不希望的光束质量变化。为了满足KEK多加速器设施的需要，除了正常的触发同步和桶选择注入控制之外，还利用了称为脉冲到脉冲调制的束流操作方案;因此，计时系统的复杂性增加。观察到系统中的不确定性和由剧烈的AC电力线漂移引起的触发信号传递误差。此外，努力建立一个可靠的时间系统在KEK和几个解决方案，以提高系统的鲁棒性。
2021-07-27 physics.acc-ph
Crystal Collimation Cleaning Measurements with 6.5 TeV protons in the LHC
本文研究了在LHC 6.5 TeV质子束中插入短弯曲晶体作为主级准直器对束晕清洗效率的提升效果，通过实验测量并与理论预期对比验证了晶体准直的性能。
2025-07-17 hep-ex physics.acc-ph
Multiple Bent Crystal Reflections for Efficient Beam Collimation in Frontier Colliders
大型强子对撞机（LHC）使用多级准直器系统来吸收不断增长的循环束晕，以保护和确保超导磁体的可靠运行。未来圆形对撞机（FCC）计划使用类似的系统。为配合大型强子对撞机的高亮度运行，正在研究改进准直系统。研究表明，改善光束准直的解决方案之一是在短弯曲晶体中使用沟道效应，该晶体充当初级准直器，通过沟道效应将粒子深深地抛入次级准直器中。该系统对晶体的角位置和不同性质的可能振动非常敏感。在本文中，我们提出了一种不同的方法，晶体准直的基础上，从弯曲的晶体平面在一系列的晶体粒子的体积反射。该方案的积极品质得到了证实，并提出了能够实现该方案的多条晶体器件。
2020-05-06 physics.acc-ph
New methods of particle collimation in colliders
准直系统是任何高功率加速器设计的重要组成部分。其功能包括保护组件免受意外和故意的能量沉积，减少背景和光束诊断。基于散射体和吸收体的传统多级系统提供鲁棒的屏蔽和有效的损耗收集。两个互补的概念已被提出来解决一些传统系统的局限性：沟道和弯曲晶体中的体积反射和空心电子束准直。本文的主要重点是空心电子束准直器，一个新的概念的基础上的相互作用的循环束与5千电子伏，磁约束，脉冲空心电子束在一个2米长的部分环。电子包围循环束流，横向踢晕粒子并使束流核心不受干扰。通过充当可调谐扩散增强器而不是硬孔径限制，中空电子束准直器将常规准直系统扩展到超出由可容忍损耗施加的强度限制。这个概念在费米实验室的Tevatron质子-反质子对撞机上进行了实验测试。本文介绍了980 GeV反质子准直的结果，并对未来作了展望。
2011-10-02 physics.acc-ph
Collimation of a Circulating Beam in the U_70 Synchrotron by Use of Reflections in Axially - Oriented Crystals
2010年秋季在U_70同步加速器上进行了实验研究，通过一种新的方法，由于轴向晶体中的粒子的反射，循环光束的提取和准直的可能性。这样的晶体具有积极的特点，因为轴向电位比平面电位大五倍。结果表明，由于晶体中的轴向效应，准直效率可达90%。循环束在准直器上的损失已经减少了几倍，这使得有可能抑制循环束的钢准直器附近的μ子喷注。
2011-03-28 physics.acc-ph
Channeling and Volume Reflection Based Crystal Collimation of Tevatron Circulating Beam Halo (T-980)
T980晶体准直实验正在Tevatron进行，以确定这种技术是否可以提高980 GeV束晕准直效率，如Tevatron和LHC等高能强子对撞机。T980还研究各种晶体类型和参数。在2009年夏天的停机期间，通过在水平测角仪中安装新的O形晶体，以及添加具有两个交替晶体（O形和多条）的垂直测角仪和额外的光束诊断，该设置得到了大幅增强。第一次测量与新系统是相当令人鼓舞的，与预测的二级准直器上观察到的通道和体积反射光束。研究了晶体在体反射和沟道模式下的准直效率，并与非晶主准直器进行了比较。系统性能的结果是为最终的商店的研究和整个对撞机商店。第一次调查碰撞光束准直同时使用晶体在垂直和水平面已在政权与水平通道和垂直体积反射光束。正在计划在FY10夏季关闭期间进行重大的硬件改进，并在Tevatron运行的最后一年进行专门的研究，以及“后对撞机束流物理运行”期间。
2012-02-07 physics.acc-ph
Measurements of heavy ion beam losses from collimation
铅离子束在LHC中的准直效率预计低于要求。在初级准直器中的核碎裂和电磁解离产生具有宽范围的Z/A比的碎片，这些碎片不会被次级准直器拦截，而是在色散已经足够大的地方丢失。在这篇文章中，我们提出了测量和模拟的损失模式所产生的原型LHC准直器在欧洲粒子物理研究所SPS。在准直器的两种不同能量和角度下进行测量。我们还比较了质子损失图，发现Pb离子和质子之间的质的差异，观察到的最大损失率在环中的不同位置。这种行为是通过模拟预测的，并为我们理解准直引起的离子束损失提供了一个有价值的基准。
2009-08-18 physics.acc-ph
Collimation
Instituto de Física Corpuscular IFIC (CSIC-UV)（粒子物理与高能物理研究所）
本文介绍了聚焦系统在高能对撞机中的重要性，探讨了其基本原理、设计挑战及操作策略，以确保安全有效地管理束流损失。
2026-03-04 physics.acc-ph
Low Space-Charge Intensity Beams in UMER via Collimation and Solenoid Focusing
马里兰大学电子环（UMER）的传统上在强空间电荷占主导地位的光束传输制度，但小电流束是可取的，以显着减少直接（非相干）的空间电荷调谐偏移以及调谐抑郁症。这个制度是感兴趣的模拟空间电荷效应在大型质子和离子环类似于那些用于核物理和spiral中子源，也为晶格的非线性动力学研究的启发上的集成光学测试加速器（IOTA）。我们回顾了空间电荷强度的定义，UMER和其他机器中的空间电荷参数的比较，并讨论了一个简单的方法，包括双准直和螺线管聚焦用于改变注入UMER的光束的空间电荷强度。
2018-10-09 physics.acc-ph
Observation of "volume reflection" effect in crystal collimation experiments
在Tevatron对撞机上进行的RHIC重离子和质子晶体准直实验中，观测到了强相干散射（“反射”）效应。为了理解观测结果并将其与晶体中光束相干散射物理联系起来，用蒙特卡罗程序CATCH进行了详细的模拟。A.M. Taratin和S.A.沃罗别夫在1987年预测了光束在弯曲晶体中的“体积反射”效应。所提供的数据是这一新物理现象在实验中的首次体现。
2006-02-01 physics.acc-ph
Nonlinear Energy Collimation System for Linear Colliders
多TeV直线对撞机的后直线加速器能量准直系统的设计是为了实现一个重要的功能，即保护束流传输系统（BDS）免受可能由主直线加速器中的故障模式产生的漏控束流的影响。对于紧凑型直线对撞机（CLIC）的情况下，能量准直器需要承受的冲击，在故障的情况下，一个完整的束训练。这是一个非常具有挑战性的任务，假设标称CLIC束流参数在1.5 TeV的束流能量。使用非线性磁体增加准直器处的横向光斑尺寸是保证准直器的生存的潜在解决方案。在本文中，我们提出了一种替代的非线性光学的基础上，斜六极对的能量准直。性能仿真结果也。
2011-12-21 physics.acc-ph
Study on collimation and shielding of the back-streaming neutrons at the CSNS target
CSNS的溅射靶产生的回流中子非常强，对加速器-靶界面区的器件会造成严重的损伤问题。为了解决这一问题，研究了一种可能的方案，即为质子束线专门设计的光学系统产生两个束腰，并在两个腰部位置放置两个准直器，以最大限度地提高回流中子的准直效果。详细的蒙特卡罗模拟结果表明，准直系统的有效性，并在界面部分的辐射剂量率大大降低。这可以确保用于束流传输线中的最后磁体和其他装置的环氧树脂线圈具有合理的寿命，例如三十年。这种加速器-靶界面区域的设计原理也可以应用于其他高功率质子束应用。
2013-06-03 physics.acc-ph
Use of a Bent Crystal with a Decreasing Curvature to Increase the Efficiency of the Extraction and Collimation of a Beam in an Accelerator
已经表明，使用具有可变曲率半径的弯曲晶体使得可以将去通道颗粒的分数减少一个数量级。这种效应使得在环形加速器多圈引出束流时，准直器边缘或隔板隔板处的粒子密度大大降低。特别是，在U-70同步加速器和大型强子对撞机的光束提取效率可以分别提高到95%和99.65%。
2011-10-10 physics.acc-ph
Optimizing the Bent Crystal Parameters for High-Efficiency Beam Extraction and Collimation in Circular Accelerators
利用弯曲晶体中的沟道效应，确定了圆形加速器中光束引出和准直系统的效率。的提取效率的晶体的几何参数（其长度，厚度和弯曲角度），系统组件的方位角位置，和偏移的隔膜或刮刀的依赖关系。晶体缺陷（非晶层，取向差，和扭转）的系统的效率上的影响被认为是，并提出了他们的公差。结果表明，通过优化晶体参数和系统元件的位置，在2GeV ~ 7 TeV的宽能量范围内，可以获得>95%的提取效率。
2011-08-15 physics.acc-ph
Snowmass 2021 White Paper on Upgrading SuperKEKB with a Polarized Electron Beam: Discovery Potential and Proposed Implementation
用极化电子束升级SuperKEKB正负电子对撞机，开启了一个新的精确物理计划，质心能量为10.58 GeV。本白皮书介绍了这个“手性美女”计划的物理潜力。它包括精确测量$\sin^2θ_W$的投影，可以从$e^+e^-$到电子对、μ子、τ子、粲子和b夸克的跃迁的独立左右不对称测量中获得。在SuperKEKB获得的$\sin^2θ_W$精度将与LEP/SLC世界平均水平相匹配，但质心能量为10.58 GeV。μ子、粲子和$b$ -夸克耦合的测量将得到实质性的改进，SLC $A_{LR}$和LEP $A_{FB}^b$测量之间现有的$3σ$差异将得到解决。中性电流普遍性的精确测量将比目前可用的精确一个数量级以上。由于能量标度远离$Z^0$极点，精确测量将对宇称违反暗扇区规范玻色子$Z_{\rm dark}$的存在具有敏感性。该计划还使$τ$的异常磁矩$g-2$形状因子的测量能够以前所未有的精度进行。使用40 ab $^{-1}$可达到$10^{-5}$水平的精密度，并且随着数据的增加，其将开始接近$10^{-6}$水平。这项技术将提供最精确的信息，从第三代的潜在新的物理解释的μ子$g-2$ $4σ$异常。本白皮书还讨论了通过极化电子束启用或增强的其他$τ$和QCD物理程序。本文总结了研发的前进道路，以及实施此升级并获得其令人兴奋的发现潜力所需的后续步骤。
2022-09-13 hep-ex physics.acc-ph
Crystal Cleaning of the LHC Beam
准直晶体可作为大型强子对撞机准直系统的主刮刀。晶体刮刀多年来以高效、可预测、可靠的方式与非常高强度的光束一起工作，并满足LHC准直系统的技术要求。如果用作LHC准直系统的主要元件，晶体将使机器清洁10至40倍。
2003-07-03 physics.acc-ph
Simulations of heavy-ion halo collimation at the CERN Large Hadron Collider: benchmark with measurements and cleaning performance evaluation
质子和重离子束以前所未有的能量在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中进行碰撞，以进行高能实验。LHC多级准直系统的设计是为了提供对常规和异常损失的保护，以减少超导磁体失超的风险，并保持实验中的本底处于受控状态。与质子相比，尽管存储的束能量较低，但重离子运行中的束准直更具挑战性，因为已经观察到用重离子进行清洁的效率要差两个数量级。这是由于光束和准直器之间的相互作用机制的差异。离子束在准直器处经历碎片化和电磁解离，这导致脱离准直系统的刚性粒子的大量通量。这些向外散射的原子核可能会在环周围丢失，最终对可实现的最大存储束能量施加限制。准确的模拟工具对于理解和控制这些损失至关重要。一个新的模拟框架已经开发的重离子准直的基础上耦合的Sixtrack跟踪代码和FLUKA Monte Carlo代码，模型的电磁和核相互作用的重离子与准直器材料的核。在本文中，新的仿真工具进行了描述。此外，Sixtrack-FLUKA耦合模拟，并与铅离子在大型强子对撞机的测量进行比较。模拟和测量之间的协议进行了讨论，结果用于了解和优化损失。模拟工具也被应用于预测高亮度LHC准直系统的性能。
2020-08-07 physics.acc-ph
Status report of the baseline collimation system of CLIC. Part I
近年来，紧凑型直线对撞机（CLIC）的直线加速器后准直系统的设计得到了很大的改进。该系统由两部分组成：一部分专门用于离能粒子的准直，另一部分用于电子感应加速器准直。能量准直系统被进一步设想为防止由偏离光束造成损害的保护系统。在这方面，特别注意能量准直器设计的优化。能量准直器的材料和物理参数被选择为承受整个束流训练的冲击。关于电子感应加速器准直部分，设计的不同方面已经被优化：横向准直深度已经被重新计算，以减少准直器尾场效应，同时保持良好的效率，在清洁不希望的束晕;扰流器的几何设计已经被审查，以尽量减少尾场;此外，光学设计已经被优化，以提高准直效率。本文介绍了CLIC直线加速器后准直系统的现状。本报告的第一部分专门研究CLIC能量准直系统。
2011-04-13 physics.acc-ph
To the positive miscut influence on the crystal collimation efficiency
本文介绍了大型强子对撞机准直系统升级改造中的晶体准直技术。讨论了准直效率与沟道面和晶体表面不平行性的关系。在UA9晶体准直实验中，首次发现即使是较好的正向错切也会严重地降低沟道准直效率。我们证明，正的错切影响可以增加核反应率在完全对准晶体准直器的4.5倍。我们还讨论了未来的LHC晶体准直系统的性能可能的误切的影响，以及建议简单的估计光束扩散步骤，平均碰撞参量的粒子碰撞与准直器和碰撞粒子束部分的角发散。
2011-09-26 physics.acc-ph physics.ins-det
Status report of the baseline collimation system of CLIC. Part II
近年来，紧凑型直线对撞机（CLIC）的直线加速器后准直系统的设计得到了很大的改进。该系统由两部分组成：一部分专门用于离能粒子的准直，另一部分用于电子感应加速器准直。能量准直系统被进一步设想为防止由偏离光束造成损害的保护系统。在这方面，特别注意能量准直器设计的优化。能量准直器的材料和物理参数被选择为承受整个束流训练的冲击。关于电子感应加速器准直部分，设计的不同方面已经被优化：横向准直深度已经被重新计算，以减少准直器尾场效应，同时保持良好的效率，在清洁不希望的束晕;扰流器的几何设计已经被审查，以尽量减少尾场;此外，光学设计已经被优化，以提高准直效率。本文介绍了CLIC直线加速器后准直系统的现状。第二部分主要研究了电子感应加速器准直系统和准直器尾场效应。
2011-04-13 physics.acc-ph
A Collimation System Baseline Design for the Electron Storage Ring at the Electron-Ion Collider
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
本文提出了一种电子离子对撞机电子存储环的束流校正系统基础设计，旨在减少高流强电子存储环中由于超导最终聚焦磁铁和敏感探测器引起的束流损失，通过降低束流-气体和Touschek散射引起的相互作用区域束流损失几个数量级，同时保持探测器背景和低温机柜热负荷在可接受范围内。
2026-06-03 physics.acc-ph
Electron emission of stripping foil and collimation system for CSNS/RCS
在中国空间中子源快循环同步加速器（CSNS/RCS）中，电子发射对加速器的限制起着重要作用。研究了质子束与剥离箔的相互作用，并利用ORBIT和FLUKA程序模拟了电子散射过程。然后，可以给出电子的能量分布和电子产额率。此外，还研究了质子束与准直系统的相互作用，模拟了电子散射过程。然后，可以给出初级电子发射的能量分布，并可以得到初级电子的产额率。
2015-10-16 physics.acc-ph
Power deposition studies for standard and crystal-assisted heavy ion collimation inthe CERN Large Hadron Collider
本文通过追踪和FLUKA簇射模拟研究了LHC重离子运行中超导磁铁的功率沉积，对比了标准与晶体辅助准直系统，并基于2018年数据基准测试量化了未来运行的失超裕度。
2023-04-07 physics.acc-ph
Collimation of partially stripped ions in the CERN Large Hadron Collider
在对撞机之外的物理学研究范围内，伽马工厂倡议提出使用部分剥离的离子作为CERN大型强子对撞机（LHC）中新型高强度光子源的驱动器。2018年，LHC首次加速并储存了部分剥离的$^{208}\text{Pb}^{81+}$离子。在该测试期间记录的准直系统效率被发现是非常低的，使得只有非常低强度的光束可以被存储，而没有在发生常规的、微小的光束损失时触发光束收集器的风险。最严重的损失局限于电子感应加速器清洗插入的色散抑制器。本文通过分析来详细了解这些损失的来源。基于这种理解，可能的缓解措施，可以显着提高清洁效率，并使定期操作与部分剥离离子在未来的发展。
2020-07-24 physics.acc-ph
CMS Pixel Telescope Addition to T-980 Bent Crystal Collimation Experiment at the Tevatron
在Tevatron上完成了T-980弯晶准直实验的改进。改进是在Tevatron的真空密封束管内安装了一个像素望远镜。该望远镜由六个CMS PSI 46像素板组成，布置为水平和垂直平面的三个站，CAPTAN系统用于数据采集和控制。像素望远镜的目的是测量在各种条件下弯曲晶体产生的光束轮廓。射束管内的望远镜电子设备最初没有充分屏蔽通过射束的图像电流。设计并安装了一种新的屏蔽方法，解决了这个问题。本文介绍了所遇到的噪声问题和缓解技术，以及望远镜的一些初步结果。
2012-09-25 physics.acc-ph physics.ins-det
Beam Coupling Impedance of the LHC TCTP Collimators
作为LHC准直系统升级的一部分，建议使用8个TCTP和1个TCSG准直器来取代准直系统中现有的准直器。为了检查加速器综合体中放置的所有设备是否存在由于集体效应和射束-设备相互作用而产生的潜在副作用，在完整TCTP设计的时域和频域中进行了射束耦合阻抗模拟。特别注意的是被困模式，可能会导致光束不稳定性和光束引起的加热，由于腔模式的设备。
2012-07-16 physics.acc-ph
Optimization of the collimation system for CSNS/RCS with the robust conjugate direction search algorithm
采用鲁棒共轭方向搜索（RCDS）方法对中国空间中子源快循环同步加速器（RCS）准直系统进行了优化设计。优化了二次准直器的参数，以提高准直系统的性能。为了提高优化效率，采用了目标环束注入与跟踪（ORBIT）并行模块结合MATLAB并行计算，可同时运行多个ORBIT实例。本研究提出了一种方法，找出一个最佳的二次准直器的参数组合的机器模型，准备CSNS/RCS调试。
2016-08-24 physics.acc-ph
Hollow Electron Beam Collimator: R&D Status Report
磁约束空心电子束的控制晕消除在高能对撞机，如Tevatron或LHC可能会扩展传统的准直系统超出可容忍的材料损伤所施加的强度限制。它们还可以通过抑制由于光束抖动引起的损耗尖峰和通过增加捕获效率来改善准直性能。设计并制造了一种空心电子枪。它的性能和稳定性在费米实验室测试台上进行了测量。该枪将安装在现有的Tevatron电子透镜中，用于空心束准直器概念的初步测试，解决重叠质子和电子束的对准和不稳定性等关键问题。
2012-02-07 physics.acc-ph
The Practical Pomeron for High Energy Proton Collimation
本文提出了一个描述从ISR到Tevatron能量的质子散射数据的模型，该模型可用于LHC和FCC等高能加速器的准直。准直器去除束晕粒子，使它们不会撞击机器的脆弱区域，例如超导磁体和实验区域。在模拟准直器钳口的效果时，关键是对小动量转移~ $t$下的质子散射进行建模，因为这些质子在丢失之前可以在环的几圈中存活下来。在高能量下，这些软过程很好地描述了Pomeron交换模型。我们研究了弹性和单衍射解离截面在很宽的能量范围内的行为，并表明，该模型可以用来作为一个全球性的描述各种各样的高能量弹性和衍射数据目前可用。特别是它的模型低质量衍射解离，在那里有丰富的共振结构，从而预测的差分和综合截面的运动学范围内适当的LHC.We纳入该模型的物理光束跟踪代码MERLIN和使用它来模拟所产生的损失地图的光束晕丢失在准直器中的LHC。
2016-04-25 hep-ph physics.acc-ph
Collimation method studies for next-generation hadron colliders
在未来的质子-质子对撞机中，为了处理极高的储存能量，需要一个非常高效的准直系统来保证安全运行。在大型强子对撞机上，超导（SC）磁体上粒子损失的主要限制位置是横向准直插入下游的色散抑制器（DS）。这些损失是由于质子在主准直器中经历单衍射相互作用。如何解决这一问题对于未来的质子-质子对撞机，如FCC-hh和SPPC，是非常重要的。本文提出了一种将横向准直和动量准直布置在同一长直线段内的新方法。通过这种方式，动量准直系统可以清除那些与单衍射效应相关的颗粒。多粒子模拟结果证实了该方法的有效性。此外，采用了大口径、高屏蔽等特殊设计的SC四极杆，增强了横向准直段的相位超前，从而可以设置三级准直器，消除二级准直器产生的三级晕，提高准直效率。在横向准直中增加一个准直级，可以大大减少动量准直段和实验区的光束损失。MERLIN程序的多粒子模拟结果证实了准直方法的有效性。最后给出了准直段超导磁体的保护方案。FLUKA仿真结果表明，通过在超导磁体前增加特殊的保护准直器，可以显著降低超导线圈中的最大功率沉积，从而有效地防止超导磁体失超。
2018-11-28 physics.acc-ph
Tevatron accelerator physics and operation highlights
Tevatron对撞机的性能在运行II期间持续增长，峰值亮度达到4 \times 1032 cm-2 s-1，每周积分率超过70 pb-1。本报告介绍了最重要的进展，有助于这一性能的改善，包括光束动力学建模，精密光学测量和稳定性控制，低β挤压期间的准直实施的审查。提出了光度积分优化的算法，并讨论了高光度运行的经验教训。本文介绍了在Tevatron上进行的新的加速器物理概念的研究，如采用晶体准直器和空心电子束的准直技术，以及束-束效应的补偿。
2012-02-24 physics.acc-ph
Dechanneling Population at Extreme Crystal Bending with 6.5 TeV Proton Beam
利用LHC中不同曲率半径的弯曲晶体测量6.5 TeV质子束退道，发现退道随弯曲半径减小而增强，并接近临界值R_c，为未来晶体准直系统升级提供规格依据。
2025-07-17 hep-ex physics.acc-ph physics.app-ph
Development of a novel bunch oscillation recorder with RFSoC technology
针对SuperKEKB加速器突发束流损失（SBL）阻碍亮度提升并威胁设备的问题，开发基于RFSoC技术的新型束团振荡记录仪（BOR），其位置分辨率达0.03毫米，可实时监测并记录SBL事件，助力识别束流不稳定性来源以解决SBL问题。
2024-12-03 physics.acc-ph
