The US muon accelerator program
美国目前正在进行一项定向研发计划，以评估提供基于μ子的高能物理（HEP）加速器能力所需的设计和技术。这种能力有可能为HEP社区提供独特的物理范围。概述了中微子工厂和μ子对撞机应用的设计现状。总结了该技术研发计划的最新进展。
2015-02-11 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
Conductor Properties and Coil Technology for a Bi2212 Dipole Insert for 20 Tesla Hybrid Accelerator Magnets
发展高温超导偶极子插入产生大于5 T的15 T Nb 3Sn外塞场是必要的，以产生20 T或更高的字段为未来的高能对撞机。基于cos-theta线圈几何形状的偶极插入物，具有各种应力管理概念和Bi 2212超导股线和电缆，正在美国国内外的费米实验室开发。MDP的努力。最终目标是开发线圈技术和方法，以管理方位角和径向应变的高温超导体插入物时，作为一个混合磁体系统集成在Nb 3Sn外衬。本白皮书回顾了Bi 2212导体特性和线圈技术，并提出了新的想法来应对Bi 2212作为加速器磁体导体仍然存在的挑战。
2022-10-26 hep-ex physics.acc-ph
On Resonant Multi-Bunch Wakefield Effects in Linear Accelerators with Dipole Mode Detuning
在这份报告中，我们探讨共振多聚束，横向尾场效应的直线加速器中的加速器结构的偶极模式已失谐。
2001-01-27 physics.acc-ph
Accelerator performance analysis of the Fermilab Muon Campus
费米实验室致力于举办世界级的实验，以寻找未来几年将运行的新物理。μ子g-2实验就是这样一个实验，它将以前所未有的精度确定μ子异常磁矩，这为标准模型提供了一个重要的检验。在这项研究中，我们描述了加速器设施，将提供一个μ子束，这个实验。我们首先提出的晶格设计，允许有效的捕获，运输和交付的偏振μ子束。然后，我们通过模拟目标中的π介子生产、下游束线光学器件的μ介子收集以及μ介子偏振的传输来数值地检查其性能。最后，我们建立所需的条件，安全去除不需要的二次粒子，最大限度地减少污染的最终光束。
2018-03-01 physics.acc-ph
A muon source based on plasma accelerators
介绍了一个基于等离子体的电子-γ对撞机的GeV级μ子紧凑源的概念设计。的μ介子通量，光谱和亮度的评价，进行了特设蒙特卡罗模拟的电子-伽马碰撞。这些分析的背景下，一个大的传播的不变质量的电子-伽马相互作用，由于等离子体自注入GeV电子束的典型特征，携带大束团电荷与巨大的能量扩散。一个紧凑的点状μ子源的可用性，可在纳秒级，μ子射线照相应用领域可能会打开一个全新的场景。
2017-11-18 physics.acc-ph
Concepts for a Muon Accelerator Front-End
我们提出了一个μ子捕获前端方案的μ子为基础的应用。在这种前端设计中，质子束撞击目标并产生次级π介子，这些π介子漂移到捕获通道中，衰变成μ介子。一系列射频腔将产生的μ子束形成一系列具有相同能量的束团，使这些束团的中心能量相等，并启动电离冷却。我们还讨论了一个弯道系统的设计，用于从μ子捕获区域去除不需要的二次粒子，从而减少机器的激活。借助数值模拟，我们评估了该前端方案的性能，并研究了其对关键参数的敏感性，如目标的类型，RF腔的数量和通道的气体压力。
2017-03-16 physics.acc-ph
A diagnostic system of 5.7 keV muon beam for muon accelerator
University of Tokyo（东京大学）；High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构）；Nagoya University（名古屋大学）；Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University（名古屋大学小林-益川粒子宇宙起源研究所）；Okayama University（冈山大学）
针对低能缪子非破坏性诊断难题，开发了与J-PARC在建加速器兼容的紧凑型低能缪子诊断系统，可识别低能缪子信号并测量束流轮廓，为缪子加速器调谐提供支持。
2026-08-05 physics.acc-ph physics.ins-det
Muon Cooling Progress and Prospects for an S-channel Muon Collider Higgs Factory
基于μ子的加速器有可能使强度和能量前沿的设施成为可能。μ子储存环可以作为高精度的中微子源，μ子对撞机是TeV或多TeV对撞机的理想技术。近年来，μ子加速器设计的进展稳步推进。关于6D μ子冷却，现在存在提供超过5个数量级的发射度降低的详细且现实的设计。此外，探测器性能研究表明，适当的像素和定时分辨率，在对撞机探测器的背景可以显着减少，从而使高质量的物理结果。由于在μ子系统的设计和模拟、技术开发和系统演示方面的这些和其他进展，基于μ子存储环的中微子源和μ子对撞机似乎比以往任何时候都更可行。μ子对撞机现在可以说是多TeV轻子对撞机和S通道希格斯通道最引人注目的方法之一。
2015-11-04 hep-ex physics.acc-ph
The Case for Muon-based Neutrino Beams
在可预见的未来，美国的高能物理加速器能力将用于研究中微子部门的物理学。在这种情况下，探索计划中的中微子振荡计划的敏感性和限制系统效应是有用的，这样我们就可以评估必须解决的问题，以确保这些努力的成功。只有这样，我们才能最终阐明所涉及的基本物理过程。我们的结论是，只有在未来的某个时候，能够部署μ子加速器的能力，才能保证成功。这种能力提供了唯一的途径，以精确的中微子束，研究和减轻，在百分之一以下的水平，未来的振荡测量的限制系统的问题。因此，这一分析强烈主张维持一个可行的加速器研究计划，以实现未来的μ子加速器能力。
2014-11-04 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
A Staged Muon Accelerator Facility For Neutrino and Collider Physics
以μ子为基础的设施提供了独特的潜力，可以在中微子工厂的强度前沿和μ子对撞机的能量前沿提供能力。它们依赖于一种具有挑战性参数的新技术，其可行性目前正在由μ子加速器计划（MAP）进行评估。一个现实的情况下，一系列的补充阶段的设施，在每个阶段的复杂性和显着的物理潜力已经开发。它利用并利用了费米实验室已规划的功能，特别是通过质子改进计划（PIP-II）和长基线中微子设施（LBNF）启动的加速器综合体长期改进战略。每个阶段都旨在提供研发平台，以验证后续阶段所需的技术。的理由和顺序的分期过程和关键问题要解决的每个阶段，提出。
2015-02-05 physics.acc-ph
Test of a 1.8 Tesla, 400 Hz Dipole for a Muon Synchrotron
一个1.8 T的偶极磁铁使用薄晶粒取向硅钢片已建成作为原型的μ子同步加速器斜坡在400 Hz。根据大型三相Transformers的实践和我们自己的Opera-2d模拟，接头被斜接以利用钢的磁性能，这些磁性能在钢被轧制的方向上要好得多。使用Hysteresigliter 5500和Epstein框架进行的测量显示出高的磁导率，其最大限度地减少了磁轭中的储存能量，从而允许磁体在适度的电压下快速斜升。矫顽力低，从而使磁滞损耗最小化。设计了一种由快速IGBT开关和电容组成的电源。线圈用12号铜线缠绕。细线和叠片最大限度地减少涡流损耗。用峰值感应霍尔探头测量磁场。
2012-07-28 hep-ex physics.acc-ph
Single-Shot High-Energy Muon and Particle Radiography with a Multi-GeV Laser-Wakefield-Accelerator-Driven Source
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；ELI Beamlines Facility, The Extreme Light Infrastructure ERIC（ELI光束线设施，极端光基础设施ERIC）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学）
首次利用1-10 GeV激光尾场产生的粒子束进行单次粒子射线照相，通过大体积闪烁体探测器确认束中μ子含量，模拟证实其高穿透性，建立了激光尾场加速器驱动源的单次高能粒子射线照相技术。
2026-07-15 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
The Feasibility Study of the GeV-Energy Muon Source Based on HIAF
该研究针对在建的中国惠州强流重离子加速器装置HIAF，开展GeV能量μ子源可行性分析，测算不同动量下μ⁺、μ⁻束的产额与纯度，验证经纯化可获高纯度μ子束，为相关应用与物理研究提供支撑。
2025-05-21 hep-ex physics.acc-ph
Hybrid Methods for Muon Accelerator Simulations with Ionization Cooling
μ子电离冷却涉及使粒子通过固体或液体吸收剂。设计μ子冷却通道需要仔细的模拟。已经开发了新的功能，包括在转移映射代码COSY Infinity中，以跟踪带电粒子在物质中的分布。为了研究μ子在物质中的通过，仅仅用转移图方法是不够的。束流光学和原子过程的相互作用必须用混合转移映射--Monte-Carlo方法来研究，其中转移映射方法描述粒子的确定性行为，Monte-Carlo方法用于提供解释粒子散射和离散的随机性质的修正。新方法的优点是，绝大多数的动态表示的快速应用程序的高阶传递映射的整个元素和累积的随机效应。预计速度的提高将简化通常需要计算的冷却通道的优化。所需的算法和它们的应用建模μ子电离冷却通道的发展进展的报告。
2018-06-12 physics.acc-ph
Low emittance muon accelerator studies with production from positrons on target
提出了一种利用能量约为45 GeV的正电子束与靶上电子相互作用产生极低发射度μ子束的新方案。其中一个创新的主题是研究存储在低发射率环中的正电子束的行为，该环具有薄靶，该薄靶直接插入环室以产生μ子。μ子可以在靶的出口处立即被收集，并被输送到两个$μ^+$和$μ^-$储存环，然后被加速并注入μ子对撞机环。本文主要研究电子$^+$光束与目标相互作用的模拟、目标对6-D相空间的影响以及电子$^+$环的优化设计以最大化能量接收。我们将研究这种方案的性能，环加目标系统，比较不同的多圈模拟。该源被认为是用于在多TeV对撞机参考。[1]第一章
2018-06-12 physics.acc-ph
A Wire Position Monitor System for the 1.3 GHZ Tesla-Style Cryomodule at the Fermilab New-Muon-Lab Accelerator
费米实验室新μ子实验室大楼的束流测试设施的第一台低温恒温器目前正在进行射频调试。在其他诊断系统中，氦气返回管与连接的1.3 GHz SRF加速腔的横向位置是使用拉伸线位置监测系统沿~15 m长的模块测量的。概述了焊线位置监测系统技术，以及在初始模块冷却时和进一步测试期间取得的初步结果。由于测量系统提供了高分辨率，我们还讨论了用作振动探测器的选项。
2012-09-21 physics.acc-ph
Multi-Band Dipole And Multipole Wakefields In NLC Traveling Wave Accelerators Using A Wire Measurement Technique
NLC（下一代线性对撞机）结构中的偶极尾场已使用ASSET [1]进行测量，并通过电路模型[2]进行了良好的预测。然而，实验技术既耗时又昂贵。在这里，我们报告的反冲因子和同步频率的确定第一次和更高阶偶极子带TW（行波）加速器通过有线测量技术。这种独立的技术是相对便宜的，并可能导致尾场参数的有效测定。指出了导线对偶极子带的微扰效应，并讨论了具有有限微扰效应的双线方案。[1]C. Adolphsen，1997，SLAC-PUB-7519 [2] R.M. Jones等人，LINAC 96，SLAC-PUB-7287
2002-06-28 physics.acc-ph
Progress on Beam-Plasma Effect Simulations in Muon Ionization Cooling Lattices
新的计算工具对于下一代基于μ子的加速器的精确建模和模拟至关重要。μ子加速器特有的关键物理过程之一是液体、固体和气体吸收体中的束流诱导等离子体效应，但尚未详细模拟。我们在这里报告的进展，开发所需的模拟工具，并应用它们来研究等离子体的性质及其对束流的μ子电离冷却通道。
2018-06-11 physics.acc-ph
Fast cycling HTS based superconducting accelerator magnets: Feasibility study and readiness demonstration program driven by neutrino physics and muon collider needs
高能效快循环加速器磁体的开发对下一代中微子研究质子快循环同步加速器（RCS）和未来μ子对撞机的助推加速器至关重要。我们看到了一个独特的机会，有这样的磁铁建立在高温超导体（HTS）的基础上。除了在相对较高的温度下具有超导性之外，与低温NbTi超导体电缆相比，稀土高温超导带显示出非常小的交流损耗。最近对基于HTS的0.5 m长双孔超导加速器磁体的测试表明，在10 Hz重复频率和0.5 T B场跨度下，具有约300 T/s的高dB/dt斜坡率。在6 K冷却中没有观察到温度升高He在0.003K误差内，将磁体导体线圈中的低温功率损耗的上限设置为小于0.2W/m。基于这一结果，我们概述了该测试磁体设计的可能升级，即在10 mm束隙中将其升级为2 T B场，dB/dt斜升速率高达1000 T/s。该短样品磁体的功率测试结果将用于预测低温和电功率损耗，作为磁体B场和dB/dt斜升速率的函数。然后，这些预测将被缩放到预期的加速器磁体束隙和质子和μ子RCS加速器的B场的范围。我们邀请合作者加入这些研究，并呼吁支持旨在全面展示这种方法的研发计划，包括到2028年对基于HTS的快速循环加速器磁体的长原型进行设计，建造和功率测试。
2022-03-11 physics.acc-ph
Finding Beam Loss Locations at PIP2IT Accelerator With Oscillating Dipole Correctors
PIP 2 IT加速器在2014 - 2021年分多个阶段组装，以测试正在费米实验室建造的未来PIP-II直线加速器的概念和组件。在其最终配置中，PIP 2 IT将0.55 ms x 20 Hz x 2 mA H-束加速到16 MeV。为了确定加速器低能部分中束流损失的位置，其中辐射监测器是无效的，实施了使用振荡轨迹的方法。如果光束在孔径限制处被刮擦，则利用位于上游并同步振荡的两个偶极校正器移动其质心，在损失点下游的BPM和信号的频谱中的相应频率处产生线。沿波束线比较这些响应可以找到损失位置。本文介绍了在PIP 2 IT实施的方法和结果。
2022-09-07 physics.acc-ph
Radiation effects in a muon collider ring and dipole magnet protection
μ子对撞机储存环（MCSR）的要求和运行条件对超导磁体提出了重大挑战。偶极磁体应该提供高磁场以减小环周长，从而在其寿命期间最大化μ子碰撞的数量。对于1.5 TeV c.o.m.，三分之一的束能量通过衰变电子以0.5 kW/m的速率沿着晶格连续沉积。光度为1034 cm-2s-1。与质子机中的偶极子不同，MCSR偶极子应该允许这种动态热负荷在水平面中逸出磁体氦体积，主要朝向环中心。本文分析和比较了两种偶极磁体设计的MCSR中的辐射效应。在这两种情况下，互连区域中的钨掩模用于减轻磁体线圈中前所未有的动态热沉积和辐射。
2012-02-23 physics.acc-ph
Measurement of directional muon beams generated at the Berkeley Lab Laser Accelerator
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）；Department of Nuclear Engineering, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校核工程系）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics and Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所及物理系）
利用激光等离子体加速器生成高产率方向性muon束，显著提升muon成像应用的效率和性能。
2025-08-18 physics.acc-ph physics.app-ph physics.plasm-ph
Bright muon source driven by GeV electron beams from a compact laser wakefield accelerator
利用蒙特卡罗模拟，对激光尾场加速（LWFA）产生的能量范围为1 ~ 10 GeV的电子束与钨靶相互作用驱动的有源μ介子源的产生和特性进行了系统的定量研究.在不久的将来，10 GeV的电子束，可实现从LWFA使用飞秒多PW激光器，在一个紧凑的设置驱动明亮的μ子对的源。我们发现，使用一个发散角为1 mrad、电荷为100 pC的准单能10 fs、10 GeV电子束团，可以产生一个高定向性、强强度的短脉冲GeV μ子对源，其峰值亮度为5 × 10^17对/s/cm^2/sr，持续时间小于100 ps。μ子对从具有明确定义的位置和定时的点状源发射，并且源的尺寸和几何发射度分别约为1 mm和40 μ m。这种μ子源在μ子射线照相、μ子反常偶极矩和稀有衰变研究、中微子振荡以及未来紧凑型μ子对撞机的注入器等方面有着重要的应用价值。
2018-06-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Accelerator system for the PRISM based muon to electron conversion experiment
下一代轻子味破坏实验需要高强度、高质量的μ子束。产生这种束需要向π介子产生靶发送短的高强度质子脉冲，捕获π介子并在大型接受传输系统中收集产生的μ介子。在PRISM项目中提出的专用FFAG环中，通过对μ介子束施加射频相位旋转，可以显著提高束流质量，从而减少束流的动量扩散，并去除不需要的成分，如π介子或次级质子。一个PRISM工作组正在解决加速器和探测器的问题，需要解决，以实现PRISM实验。介绍了所需质子束流参数、PRISM实验原理和FFAG基线设计。示出了PRISM FFAG环的替代设计的频谱。介绍了注入式和射频式环网系统的研究进展。最后对该领域的研究现状和未来发展方向进行了讨论。
2013-10-02 physics.acc-ph
Conceptual designs of dipole magnet for muon collider ring
质心为1.5 TeV的μ子对撞机储存环超导偶极磁体的概念设计能量和平均光度为1034 cm-2s-1。与质子机器相比，μ子对撞机的偶极子应该能够处理μ子束衰变产生的约0.5 kW/m的动态热负荷。该磁体基于Nb 3Sn超导体，设计用于在20 mm孔径内提供10 T的工作磁场，并具有可靠机器运行所需的临界电流裕度。磁体横截面进行了优化，以实现最佳的磁场质量在由光束占据的孔径。所开发的机械结构在线圈中的最大水平的洛伦兹力下提供足够的线圈预应力和支撑。磁体参数的报告和比较的要求。
2012-02-10 physics.acc-ph
Amplitude dependent orbital period in alternating gradient accelerators
环形加速器的轨道周期和直线加速器的飞行时间取决于电子感应加速器振荡的幅度。在束流发射度相对较小的普通粒子加速器中，这种变化可以忽略不计。然而，在用于大发射度束流（如μ子和不稳定核）的加速器中，这种效应不可忽略。在一个线性无标度的固定场交变梯度（FFAG）加速器中测量了轨道周期，并与理论预测进行了比较。它们之间的良好一致性为新一代粒子和核物理实验的粒子加速器的设计提供了重要依据。
2016-01-12 physics.acc-ph
Energy-resolved measurement of individual GeV muon tracks generated by electrons from a compact Laser-Plasma Accelerator
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究利用紧凑型激光等离子体加速器，通过多GeV电子与固体靶相互作用产生μ子束。新实验扩展诊断能力，能单独重建μ子轨迹并测量能量，为基于轨迹的有源源μ子成像提供关键证明，加速相关有源μ子源开发。
2026-07-27 physics.acc-ph physics.app-ph
Report of the ICFA Beam Dynamics Workshop 'Accelerators for a Higgs Factory: Linear vs. Circular' (HF2012)
本文是ICFA束流动力学研讨会“希格斯工厂加速器：线性与圆形”（HF 2012）的总结报告。它讨论了四种类型的加速器作为希格斯工厂的可能候选者：线性e+e对撞机，圆形e+e对撞机，μ子对撞机和光子对撞机。比较包括：物理范围、性能（能量和亮度）、升级潜力、技术成熟度和准备程度以及需要进一步研发的技术挑战。
2013-02-15 hep-ex physics.acc-ph
Accomplishments of the Heavy Electron Particle Accelerator Program
μ子加速器计划（MAP）已经完成了一项为期四年的关于μ子对撞机可行性和使用中微子储存μ子束的研究。这项研究在其目标上取得了广泛的成功，建立了从125 GeV希格斯工厂到超过10 TeV的重轻子对撞机（HLC）的可行性，以及探索使用微中子储存环（MSR），并建立了MSR可以提供$ν_e (\barν_e)$和$\barν_μ$ $(ν_μ)$束的工厂级强度。对撞机和中微子工厂系统的关键组成部分已经确定。已经获得了所有这些组件的可行设计和详细模拟，包括一些初步的硬件组件测试，为未来的实施奠定了基础，在资源可用的情况下，精确的物理目标变得明显。
2016-12-22 physics.acc-ph
Simulation study of accelerator-based muography using the GeV-scale forward muon component at SHINE
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
本研究通过Geant4模拟验证了利用SHINE设施3 GeV电子束产生的GeV级前向缪子进行定量缪子成像的可行性，在约6小时内累积3×10^5有效缪子事件即可实现高于0.9的结构相似性指数，且强度远超宇宙射线源。
2026-09-15 physics.acc-ph physics.ins-det
Status of Nb$_3$Sn accelerator magnet R&D at Fermilab
自90年代末以来，费米实验室一直在开发基于Nb3Sn超导体的新型加速器磁体技术。已经构建并测试了六个短偶极模型、七个短四极模型以及许多单独的偶极和四极线圈，展示了磁体性能参数及其可重复性。该技术的规模扩大计划已经建立和测试了几个偶极和四极线圈长达4米。这项工作的结果进行了总结的文件。
2011-08-09 physics.acc-ph
Conceptual Design of an HTS Dipole Insert Based on Bi2212 Rutherford Cable
美国磁体开发计划（US-MDP）旨在开发磁场超过Nb $_3$ Sn技术极限的高场加速器磁体。基于第一代高温超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_8$（Bi 2212）的复合导线和卢瑟福电缆的最新进展允许将它们考虑用于该目的。然而，Bi 2212电线和电缆对横向应力和应变敏感，这在高场加速器磁体中很大。这需要具有应力管理概念的磁体设计，以管理线圈绕组中的方位和径向应变，并防止Bi 2212导体的载流能力的劣化或甚至其永久损坏。本文介绍了一种新的应力管理方法，这是在费米实验室开发的高场大口径铌$_3$锡加速器磁铁，现在被应用到高场偶极子插入基于Bi 2212卢瑟福电缆。介绍了超导导线和超导电缆的插入概念设计和主要参数，以及线圈应力管理结构、关键技术步骤和方法、测试配置及其目标参数，并进行了讨论。
2020-08-17 hep-ex physics.acc-ph
Experimental evidence of production of directional muons from a laser-wakefield accelerator
Queen’s University of Belfast（贝尔法斯特女王大学）；University of York（约克大学）；Extreme Light Infrastructure-Nuclear Physics (ELI-NP)/Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering（极亮基础设施-核物理（ELI-NP）/霍里亚·胡卢贝伊国家物理与核工程研究所）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Strathclyde（思克莱德大学）；The Cockcroft Institute（科克罗夫特研究所）；University of Bucharest（布加勒斯特大学）；DSTL（英国国防科学与技术实验室）
本研究通过激光等离子体加速器产生方向性μ子，并验证了其检测与分离的可行性，为高能μ子束的应用提供了基础。
2026-02-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Towards 20 T Hybrid Accelerator Dipole Magnets
在圆形粒子加速器中获得非常高的碰撞能量的最有效方法是使主弯曲偶极子的场强最大化。在使用Nb-Ti超导体的偶极磁体中，实际的磁场极限被认为是8-9 T。当使用Nb_3Sn超导材料时，可以实现15-16 T的场水平。为了进一步推动磁场超过Nb 3Sn极限，需要在磁体设计中考虑高温超导体（HTS）。最有希望用于粒子加速器磁体的高温超导材料是Bi 2212和REBCO。然而，它们出色的性能伴随着显着更高的成本。因此，朝向20 T偶极磁体的经济上可行的选择可以包括混合解决方案，其中使用HTS和Nb 3Sn材料两者。我们在本文中讨论各种20 T混合磁体概念的初步概念设计。在定义了总体设计准则后，基于简单扇形线圈的有限元模型研究了线圈尺寸和参数。初步的2D截面计算结果，然后提出和三个主要的布局比较：余弦θ，块，和共同线圈。传统的设计和更先进的压力管理选项都被考虑在内。
2022-08-30 physics.acc-ph
Rapid-cycling ReBCO dipole magnet concept for muon acceleration
针对未来缪子对撞机的快循环加速需求，提出基于 6 kA 类 CORC ReBCO 缆线的 1.7 T 二极磁体概念，并优化氦冷却参数以降低电功率。
2025-07-28 physics.acc-ph
A New Approach for Measuring the Muon Anomalous Magnetic Moment and Electric Dipole Moment
本文介绍了一种在J-PARC μ子装置上测量μ子磁矩异常$a_μ = (g-2)/2$和μ子电偶极矩（EDM）$d_μ$的新方法。我们的实验的目标是测量$a_μ$和$d_μ$使用一个独立的方法，与以前和正在进行的μ子$g-2$实验相比，μ子动量低10倍，存储环螺线管直径小20倍，存储磁场的质量前所未有。与目前实验方法的其他显著差异包括μ子束（再加速热μ子束）的横向发射度小1，000倍，其有效垂直注入螺线管，并跟踪μ子衰变的每个衰变正电子以获得其动量矢量。$a_μ$的精度目标是统计不确定度为450 ppb，与目前的实验不确定度相似，系统不确定度小于70 ppb。EDM的目标是灵敏度达到$1.5\times 10^{-21}~e\cdot\mbox{cm}$。
2019-03-11 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Muon Acceleration to 750 GeV in the Tevatron Tunnel for a 1.5 TeV mu+ mu- Collider
在1000米半径的Tevatron隧道中，利用两个环在72个轨道上从30到750 GeV的μ子加速。第一个环以400 Hz的频率倾斜，并使用14 GV的1.3 GHz超导RF在28个轨道中将μ子从30 GeV加速到400 GeV。该环复制了费米实验室400 GeV主环FODO晶格，其晶胞长度为61米。μ子存活率为80%。第二个环使用8 GV的1.3 GHz超导RF在44个轨道上将μ子从400 GeV加速到750 GeV。30 T/m主环四极杆加长87%至3.3 m。每个半电池中的四个主环形偶极由三个偶极代替，所述三个偶极在550 Hz下从-1.8T斜变到+1.8T，与两个8 T固定超导偶极交错。斜变偶极子和超导偶极子在400 GeV时相互对立，在750 GeV时一致行动。μ子存活率为92%。两毫米铜线，0.28毫米晶粒取向硅钢片，和低占空比减轻涡流损耗。低发射度的μ子束允许小的孔径，并允许磁铁以几千伏的电压斜坡。几乎不需要民用建筑。隧道存在。
2007-07-02 physics.acc-ph
Potential Hazards from Neutrino Radiation at Muon Colliders
高能μ子对撞机，如目前正在考虑的TeV级概念设计，被发现产生足够的高能中微子，在加速器场地附近构成潜在的严重场外辐射危害。给出了这种辐射危害的一般表征，然后由场外年辐射剂量的数量级计算和加速器设计和选址策略，以尽量减少辐射危害的讨论。
1999-08-08 physics.acc-ph physics.soc-ph
AI Acceleration of Muon Collider R&D: A Report from the AI4MuC Workshop
该报告基于AI4MuC研讨会，总结了人工智能在缪子对撞机研发中针对缪子产生与捕获等物理瓶颈的应用场景，有望加快其研发节奏。
2026-10-14 hep-ex physics.acc-ph
The vibration research of the AC dipole-girder system for CSNS/RCS
中国自行研制的空间中子源（CSNS）是以强流质子加速器为基础的装置，其加速器组合体包括两个主要部分：质子直线加速器和快循环同步加速器（RCS）。rcs积累80MeV的质子束，并将其加速到1.6GeV，重复频率为25 Hz。RCS的AC偶极子在25Hz正弦交流电下工作，这会导致严重的振动。振动会影响磁体的长期安全可靠运行。雷达散射截面的偶极子磁铁是一种不同于地面振动加速器的主动振动装置。设计和研究偶极梁系统的动力特性具有重要意义。本文以振子和梁作为一个具体的模型系统，提出了一种理论计算与实验测试相结合的方法来研究该系统的动态特性。ansys仿真方法在梁式结构设计阶段起着非常重要的作用。该方法在主梁设计时避免了机械共振现象。同时，偶极振动力会通过主梁对其它设备产生影响。有必要隔离和减少偶极振动。为此，设计了一种新型隔振器，以隔离振动力，减小磁体的振动幅度。
2013-07-15 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Enabling Intensity and Energy Frontier Science with a Muon Accelerator Facility in the U.S.: A White Paper Submitted to the 2013 U.S. Community Summer Study of the Division of Particles and Fields of the American Physical Society
基于费米实验室现有和拟建设施的强度和能量前沿科学的μ介子设施的分阶段方法。在每个阶段，探索新物理的设施也提供了一个研发平台，以验证后续阶段所需的技术。设想的计划从nuSTORM开始，nuSTORM是一种敏感的无菌中微子搜索，它还提供精确的中微子截面测量，同时开发使用和冷却μ子的技术。一个基于X项目的阶段性中微子工厂，将光束发送到桑福德地下研究设施（SURF），该设施将容纳LBNE探测器，可以在强度前沿详细探索中微子特性，同时还建立了使用强聚束μ子束的技术。然后，该复合体可以向μ子对撞机发展，从126 GeV开始，测量希格斯共振到亚MeV精度，并继续发展多TeV对撞机，以探索超越能量前沿标准模型的物理学。附录解决了CSS2013前沿能力研究组的轻子对撞机小组提出的具体问题。
2014-01-03 hep-ph physics.acc-ph physics.ins-det
Manifold Damping of Transverse Wakefields in High Phase Advance Traveling Wave Structures and Local Damping of Dipole Wakefields in Standing Wave Accelerators
在高梯度（超过70 MV/m）下运行的SLAC/KEK DDS（阻尼失谐结构）X波段直线加速器最近被发现受到加速器结构击穿的限制，并且因此对单元发生严重损坏，使得结构不能运行。SLAC最近的一系列实验表明，如果加速模式的群速度降低，则结构中的电弧会显著减少，此外，还发现缩短加速结构的长度也会限制击穿事件的数量和强度[1]。然而，在设计新的加速结构时，必须注意确保束流诱导的横向尾流场不会导致束流变得不稳定。在这里，我们报告阻尼横向尾流场在两个不同的短结构：90厘米的行波结构中的尾流场耦合到四个附加的流形，其次，在一个驻波结构中，有限数量的细胞严重阻尼下来的尾流场。[1]C. Adolphsen，ROAA 003，这个确认
2001-07-19 physics.acc-ph
What is Needed for BiSCO to Work in a Dipole Insert for 20 Tesla Hybrid Accelerator Magnets
本研究针对未来加速器20T级混合磁体的需求，分析了BiSCO高温超导体线材的应用优势与现存挑战，并提出了四项推动其在加速器磁体中应用的关键改进方向。
2024-06-21 physics.acc-ph
Feasibility of proton bunch compression in an operational high-power accelerator
本文研究在散裂中子源上实验验证μ子对撞机所需质子束团极端纵向压缩方案的可行性，通过对比运行参数、射频系统能力和束流诊断，并结合初步模拟与实验进行评估。
2025-08-18 physics.acc-ph
Dipole Wakefield Suppression In High Phase Advance Detuned Linear Accelerators For The JLC/NLC Designed To Minimise Electrical Breakdown And Cumulative BBU
最近在SLAC [1，2]和CERN [3]进行的实验显示，1.8米系列结构DDS/RDDS（阻尼失谐结构/圆形阻尼失谐结构）的单元出现了“点蚀”形式的显著变形。这种点蚀发生在加速结构的高群速度（Vg /C = 0.012）端，在结构的低群速度端几乎没有发现击穿的证据。此外，虽然初步的实验证据表明，较短和较低的群速度结构减少了击穿事件与加速场强增加。这里提出了两种设计，首先是由83个单元组成的90 cm结构，初始vg/c = 0.0506（称为H90 VG 5），其次是由55个单元组成的长度更短的60 cm结构，初始vg /c = 0.03（称为H60 VG 3）。研究了利用这些结构加速10 km以上带电束流的可行性。特别关注的问题是通过单元频率的失谐和通过局部阻尼单个单元来抑制偶极尾流场，以避免BBU（波束分裂）。结果提出的光束诱导的偶极尾场和光束动力学上遇到的跟踪进展的光束通过几千个加速结构。[1]C. Adolphsen，ROAA003，this conf. [2] R.H. Miller等人，FPAH 062，本确认[3] L. Groening等人，MPPH 039，本次会议
2001-07-19 physics.acc-ph
Study the vibration and dynamic response of the dipole girder system for CSNS/RCS
中国空间中子源是一个以强流质子加速器为基础的装置，它的加速器组合体包括两个主要部分：一个H-直线加速器和一个快速循环同步加速器。RCS积累80 MeV质子束，并将其加速到1.6GeV，重复频率为25 Hz。CSNS RCS的偶极子在25 Hz正弦交流电下工作，这会引起严重的振动。振动会影响磁体的长期安全可靠运行。CSNS RCS偶极子是一种不同于地面振动加速器的主动振动装置。偶极子梁系统的动力特性的设计和研究具有重要的意义。本文以振子和梁为具体的模型系统，提出了一种理论计算与实验测试相结合的研究系统动力特性的方法。通过ANSYS仿真和试验，得到了有无隔振器时偶极子梁系统的模态参数。通过模态分析和振动测试数据计算了系统的动态响应。偶极梁采用四点支承体系，在调整过程中可能出现过约束。用同样的方法研究了三点梁体系的动力特性和动力响应。
2015-06-24 nucl-ex physics.acc-ph
Fermilab's Accelerator Complex: Current Status, Upgrades and Outlook
我们报告费米实验室加速器复合体的状态，包括最近的性能，正在进行的升级和未来的计划。中微子实验的光束传输超过了我们去年的目标。质子改进计划正在顺利进行，15 Hz射束操作成功。向NOvA实验提供700千瓦的束流功率已得到证明，并将在明年成为常规。我们也在准备μ介子实验室为g-2实验提供光束。
2016-12-29 physics.acc-ph
Conceptual design of 20 T hybrid accelerator dipole magnets
针对下一代粒子加速器20 T二极磁体需求，本文提出采用HTS内插+LTS外插的混合磁体方案，对比5种线圈布局的磁学、力学等性能，为经济可行的高场加速器磁体设计提供参考。
2023-02-09 physics.acc-ph
Consideration of REBCO rapid-cycling diploe magnet for staged muon acceleration
本文探讨了HTS（ReBCO）快循环二极磁体在由RLA和RCS-1组成的缪子加速初期阶段的应用，并通过选择液氦冷却剂及采用开槽ReBCO导体方案来显著降低磁体的磁滞功率损耗。
2025-09-17 physics.acc-ph
Muon acceleration at J-PARC
本综述概述缪子加速方法及相关实验，介绍J-PARC正缪子加速器的加速方法、当前进展及未来展望，提及该加速器2024年已实现正缪子的首次RF加速演示。
2026-10-07 physics.acc-ph
