Crab Waist collision scheme: a novel approach for particle colliders
在LNF INFN上提出了一种新的碰撞聚束非线性聚焦概念，称为蟹腰（CW）碰撞方案。它已经在意大利的轻子对撞机DAFNE上成功地进行了测试，为两个不同的实验探测器SIDDHARTA和KLOE-2提供了光度。考虑到高效率的计划，增加碰撞光度和其相对简单的实施几个新的对撞机项目已被提出，目前正在开发中。这些是准备于2016年在日本开始调试的SuperKEKB B工厂，在新西伯利亚提出并进入俄罗斯大型科学项目短名单的SuperC-Tau工厂，正在欧洲核子研究中心设计研究的新的100公里电子-正电子未来圆形对撞机（FCC-ee）等。本文描述了CW碰撞方案，讨论了它的优点，并报道了在DAFNE正负电子物理实验室所取得的主要结果。
2016-08-22 physics.acc-ph
Imperfections in the Crab-Waist Scheme
本文探讨了crab-waist对撞方案中机器不完美性对束束共振的放大效应，分析了其对对撞机性能的影响，并提出利用弱强束流实验诊断机器设置中的潜在不完美性。
2024-11-16 physics.acc-ph
Dynamic Focusing to Suppress Emittance Transfer in Crab-Crossing Flat Beam Collisions
针对扁平强子束流对撞中由同步-贝塔共振放大的涨落导致发射度转移的问题，提出结合 sextupoles 与 crab cavities 的动态聚焦方案以抑制沙漏共振，提升对涨落的容忍度与对撞鲁棒性。
2025-06-26 physics.acc-ph
X-band crab cavities for the CLIC beam delivery system
CLIC机器在IP处包含20 mrad交叉角，以帮助提取废光束。为了恢复由于交叉角而损失的亮度，提出了在碰撞前利用蟹状腔旋转束团的方法。蟹腔被选择为具有与主直线加速器相同的频率（11.9942 GHz），作为尺寸、相稳定性要求和射束负载之间的折衷。建议使用HE11模式行波结构作为CLIC蟹腔，以最小化光束负载和模式分离。蟹状腔的位置靠近最终焦点，增强了横向尾流场的影响，因此需要有效的尾流场阻尼。提出了一种阻尼失谐结构来抑制和消除尾流场，从而减小它们的影响。CLIC蟹腔的设计考虑将被讨论，以及建议在SLAC这些结构的高功率测试。
2009-03-12 physics.acc-ph
Simulation of Crab Waist Collisions In DAΦNE With KLOE-2 Interaction Region
在成功完成SIDDHARTA实验运行的蟹腰碰撞后，电子-正电子对撞机DAΦNE已开始对KLOE-2探测器进行例行操作。新的相互作用区域还利用了蟹腰碰撞方案，但具有某些复杂性，包括实验探测器螺线管，补偿反磁，和倾斜的四极磁铁。我们在考虑真实DAΦNE非线性晶格的情况下，对对撞机中的束-束碰撞进行了模拟。特别地，我们评估了蟹腰六极子和束-束相互作用对DAΦNE动力学孔径和能量接受的影响，并估计了在当前工作条件下有和没有蟹腰六极子可能实现的光度。为了进一步提高DAΦNE的光度，我们进行了数值分析，提出了一些可能的措施，如更好的工作点选择、蟹状六极强度的优化、六极与相互作用区之间相位超前的修正等。实施了e环工作点的拟议变更，并导致了显着的性能提升。
2016-08-19 physics.acc-ph
Crab Waist Collision Studies for e+e- Factories
数值模拟表明，最近提出的“蟹腰”束-束碰撞方案可以大大提高现有和未来正负电子对撞机的亮度。在本文中，我们描述了蟹腰的概念，并讨论了潜在的优势，这样的计划可以提供。我们还提出了两个目前提出的项目的基础上的蟹腰计划：DAFNE升级和超级B工厂项目的波束模拟的结果。
2008-02-19 physics.acc-ph
Beam-Beam Issues for Colliding Schemes with Large Piwinski Angle and Crabbed Waist
数值模拟表明，最近提出的束-束碰撞的“斜腰”方案可以大大增加对撞机的亮度。在本文中，我们给出了一个定性的解释，为什么这个计划的工作原理。为此，我们使用简单的几何考虑和分析的特殊性质的垂直运动调制同步加速器和水平电子感应加速器振荡。结果表明，在“蟹腰”计划，这些调制，这是光束-光束共振激发的主要来源，显着抑制。文中还给出了一些数值例子，说明了斜腰碰撞的影响。
2007-02-05 physics.acc-ph
Crab-waist interaction region design and integration for the Super Tau-Charm Facility
本文针对超级陶粲装置（STCF）极低垂直beta函数导致的强非线性问题，提出一种模块化光学设计，通过局部色散校正、精确-I变换及优化beta函数等手段，有效抑制了非线性效应，实现了超300s的Touschek寿命并满足项目要求。
2025-10-31 physics.acc-ph
Suppression of the longitudinal coupled bunch instability in DA$Φ$NE in collisions with a crossing angle
在DAFNE，Frascati $e^+e^-$对撞机自1998年开始运行，一个创新的碰撞计划，蟹腰，已成功地实施了在2008-09年。在Siddharta实验的操作过程中，观察到了束-束碰撞引起的不寻常的同步振荡阻尼效应。实际上，当纵向反馈关闭时，由于耦合聚束不稳定性，正电子束在电流高于200-300 mA时变得不稳定。纵向不稳定性阻尼碰撞的正电子束与高电流电子束（2 A的顺序）。在剩余的同步辐射边带中观察到约-600Hz的位移。精确的测量已经通过使用商业频谱分析仪和诊断能力的纵向束束反馈。在DAFNE中首次观察到了与蟹腰方案碰撞时的阻尼效应。我们的解释，基于理论考虑和建模仿真，是一个大的交叉角的光束碰撞产生纵向调谐移位和传播，提供朗道阻尼的同步振荡。
2020-04-24 physics.acc-ph
Beam-Beam Interaction in Novel, Very High Luminosity Parameter Regimes
为了实现亮度显着高于现有的机器，未来的存储环对撞机将需要在新的参数制度结合超低发射度，大Piwinski角和高束流电荷;实施技术，如“蟹腰”将增加进一步的挑战。了解在这些情况下的束-束相互作用，将是未来非常高的亮度对撞机的设计是必不可少的。最近的事态发展建模工具，用于研究束-束效应，能够调查相关制度，将进行讨论，并举例说明，包括测试与蟹腰碰撞DAFNE，将提交。
2010-06-07 physics.acc-ph
Simulations and experimental results on beam-beam effects in SuperKEKB
本文通过束束模拟与实验，研究SuperKEKB中束束效应、蟹腰、阻抗等多因素对亮度的影响，指出关键因素与未来研究方向。
2023-06-05 physics.acc-ph
Effect of Crab cavity HOMs on the coupled-bunch stability of HL-LHC
在环形加速器中，高频高阶模对耦合束团的稳定性有着重要的影响。当并联阻抗足够大时，它们可能导致耦合聚束横向不稳定性。我们开发了一个分析模型并在NHT Vlasov求解器中实现了它。结果表明，这种不稳定性的特征是激发出许多具有相似增长率的方位角束团内模，这使得传统的平阻反馈和色度反馈等措施难以有效抑制这种不稳定性，对于高亮度大型强子对撞机，这将导致稳定的朗道八极电流显著增加，高达$\sim 100$ A（最大可用电流的$\sim 20\%$）。为了将增加限制在10 A（$\sim 2\%$）以下，横向分流阻抗必须保持在1 M $Ω$ /m以下。
2019-04-23 physics.acc-ph
Luminosity and beam-beam tune shifts with crossing angle and hourglass effects in e$^+$-e$^-$ colliders
我们开发的理论表达式的亮度和光束光束的调谐位移存在的交叉角和沙漏效应的本和下一代的对称e $^+$ -e $^-$对撞机。该理论被应用到费米实验室的网站填料希格斯工厂的设计和FCC-ee对撞机。
2022-08-18 hep-ex physics.acc-ph
Notes about collision monochromatization in $e^+e^-$ colliders
本文描述了从A.~ Renieri \cite{ref:Renieri}基于粒子横向位置与能量偏差相关性的迎头碰撞方案。我们简要地解释了最初的建议，并扩大它的交叉角碰撞。在此基础上，讨论了基于粒子纵向位置与能量偏差相关性的交叉角碰撞单色化方案。
2017-02-13 physics.acc-ph
Study of Collective Effects in the FCC-ee Collider
未来圆形对撞机（FCC）研究旨在设计后LHC对撞机的不同选择。基于蟹腰概念的高亮度正负电子对撞机FCC-ee被认为是通往FCC-hh的中间步骤，FCC-hh是一个使用大约100 km的相同隧道的100 TeV强子对撞机。由于循环束流的高强度，集体效应对FCC-ee性能的影响必须仔细分析。在本文中，我们评估的FCC-EE真空室的束耦合阻抗，估计阈值和最终的单和多聚束不稳定性的上升时间，并讨论可能的措施，以减轻他们。
2018-05-22 physics.acc-ph
Effect of the Sextupole Finite Length on Dynamic Aperture in the Collider Final Focus
在对撞机最终聚焦（FF）系统中，由FF四极产生的色度由六极对补偿，其间具有-I映射以消除几何像差。然而，它完美地工作，只有零长度的六极踢;对于现实的厚磁体，只有二次像差被完全取消，而高阶项出现，并可能恶化的横向动态孔径。后者是特别重要的未来的圆形对撞机的基础上的蟹腰碰撞方法，在IP极低的β产生非常大的色彩效果的前瞻性项目。本文利用幂级数技术对这些高像差进行了研究，并提出了动态孔径恢复的方法。分析研究的结果与跟踪得到的结果进行了比较。
2009-09-26 physics.acc-ph
Alternative Lattice Design for the STCF Collider Rings
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS（布德克核物理研究所）；KEK（高能加速器研究机构）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（日本高级研究院）；National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学国家同步辐射实验室）
本文提出了一种替代的一阶晶格设计，用于STCF对撞机环，通过系统优化框架实现了更高的亮度和更长的Touschek寿命，同时保持良好的动态孔径和动量接受度。
2026-05-18 physics.acc-ph
Optics design of the Super Tau-Charm Facility collider rings
针对STCF高亮度低能对撞中的强非线性难题，提出准两重对称磁聚焦结构并用PAMKIT多目标遗传算法优化，以提升动力学孔径、动量带宽和束流寿命。
2025-07-25 physics.acc-ph
Impact of bunch intensity asymmetry in colliders featuring strong beamstrahlung
本研究针对强束strahlung对撞机的束团强度不对称问题，通过解析方法结合多种近似研究束团膨胀，对比FCC-ee相关数据验证结果，排除纵向翻转现象，提出横纵耦合唯象模型，为注入流程提供参考。
2024-04-13 physics.acc-ph
Crossing angle at the photon collider
为了在ILC线性e+e-对撞机上去除被干扰的光束，期望以某个交叉角碰撞光束。一个特别大的交叉角，约25 mrad，是光子对撞机所必需的，在那里被破坏的光束比e+e-的情况下更柔软和更宽。由于探测器的螺线管磁场，出现了一些复杂情况。在这个领域中的粒子辐射可以增加垂直光束的大小，导致亮度的损失。此外，在存在检测器磁场的情况下，射束轨迹不是平坦的。此外，在e-e-束的情况下，垂直碰撞角是非零的并且大于束对角sigma_y/sigma_z，并且这应该以某种方式被校正。在本文中，这些问题的可能的解决方案被认为是。它示出，在ILC可以有相互作用区域兼容的e+e-和γ-γ，γ-e的操作模式，而不损失的光度。
2005-07-18 physics.acc-ph physics.ins-det
Design of beam optics for the Future Circular Collider e+e- -collider rings
为未来圆形对撞机-e +e-（FCC-ee）设计了一个束流光学方案。设计的主要特点是：束流能量45至175 GeV，100 km周长，每个环有两个相互作用点（IP），IP处的水平交叉角为30 mrad，蟹腰方案[1]具有局部色度校正。蟹腰方案在本地色度校正系统内实现，而无需额外的六极，通过降低IP每侧的两个六极中的一个的强度来进行垂直色度校正。应用所谓的磁体的“锥形”，其根据局部束能量缩放磁体的所有场，以补偿沿环的同步辐射（SR）损失的影响。相互作用区域附近的非对称布局将IP入射侧的SR光子的临界能量降低到低于100 keV的值，同时尽可能接近地将几何形状与FCC质子对撞机（FCC-hh）的束线匹配[2]。已经获得足够的横向/纵向动态孔径（DA），包括主要的动力学效应，以确保在存在束流辐射和顶注的情况下有足够的束流寿命。特别地，已经获得了大于+/-2%的动量接受度，这比典型的对撞机环的动量接受度好大约2倍。同时考虑了探测器的补偿效应以及所有磁体中的同步辐射。本文提出的光学是一个完整的概念设计的对撞机的一步。已经确定了一些问题，供进一步研究。
2016-10-23 hep-ex physics.acc-ph
Beam-beam effects in the Super Proton-Proton Collider
超级质子-质子对撞机是目前正在设计的下一代强子对撞机。基线设计的目标是峰值亮度约为1*10^35 cm^-2 s^-1。本文的重点是梁梁相互作用的影响，预计将强烈影响梁的稳定性。我们开始讨论一个计划，以产生交叉角的相互作用点，同时也纠正由此产生的色散。研究了可实现\b{eta} * 的光学约束条件。通过调谐足迹、频率图分析和动态孔径计算，进行了弱-强模拟以研究单粒子动力学。长程相互作用与最小的分离示出，以确定动态孔径。经验标度律的依赖的动态孔径的横向分离和远程相互作用的数量上found.A调谐扫描显示几个替代的工作点，略好于基线选择的动态孔径。最后，研究了一种通过增加交叉角来显著增加动态孔径的选项，该选项用于\b{eta} * 的不同选择。
2020-06-02 physics.acc-ph
New final doublets and power densities for the ILC small crossing angle layout
在本文中，我们使用当前和建议的最终双磁体技术，以重新优化国际直线对撞机的相互作用区域，并减少功率损耗。其结果是一组三个新的最终的双重布局与改进的光束传输性能。局部功率沉积的影响被认为是，其减少使用钨衬垫。
2006-10-10 physics.acc-ph
Synchrotron oscillation damping due to beam-beam collisions
在弗拉斯卡蒂e+/e-对撞机DAΦNE中，蟹腰碰撞方案已于2008年和2009年成功实施。在Siddharta实验的碰撞操作中，观察到了一种不寻常的同步辐射阻尼效应。实际上，随着纵向反馈的关闭，正电子束变得不稳定，束电流在200-300 mA的量级。通过使正电子束与强流电子束（~2A）碰撞来阻尼纵向不稳定性。此外，我们还观察到同步辐射剩余边带的\approx 600 Hz的位移。通过使用商用频谱分析仪和DAΦNE纵向逐束团反馈的诊断能力，进行了精确的测量。在与蟹腰方案碰撞期间，首次在DAΦNE中观察到这种阻尼效应。我们的解释是，光束碰撞与一个大的交叉角产生的纵向调谐移位和纵向调谐扩展，提供朗道阻尼的同步振荡。
2010-06-09 physics.acc-ph
Monochromatization of $e^+e^-$ colliders with a large crossing angle
针对 $e^+e^-$ 对撞机质心系能量展宽远大于窄共振宽度的问题，提出在大交叉角对撞机中通过能量-角度关联实现单色化，可将能量展宽降至 $10^{-5}$ 量级，显著提高共振产生率并助力新物理搜寻。
2024-11-11 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Crossing integer spin resonance at VEPP-4M with conservation of beam polarization
在VEPP-4 M对撞机上，提出了一种在加速过程中保持电子束极化的方法，该方法通过了能量为E=1763 MeV的整数（不完全）自旋共振，并成功地应用于加速过程中。其基于KEDR探测器纵向磁场的$ 0.6\times3.3$特斯拉$\times$计积分的完全失代偿，这是由于抗干扰"关闭“。
2019-07-02 physics.acc-ph
Square matrix-based six-dimensional convergence map for nonlinear beam dynamics analysis
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Facility for Rare Isotope Beams, Michigan State University（密歇根州立大学稀有同位素束流设施）
本文提出一种基于方阵的六维收敛图法，用于非线性束流动力学分析，有效解析高阶共振结构并应用于电子离子对撞机的动态开口研究。
2026-10-06 physics.acc-ph
Numerical analysis of parasitic crossing compensation with wires in DAΦNE
在2005-2006年运行的DAΦNE对撞机中，电流承载线补偿器被成功地用于减轻寄生束-束相互作用的有害影响。正电子束寿命的显着改善，观察到在机器操作与KLOE探测器。考虑到线束-束补偿器在高亮度LHC升级中的可能应用，我们重新回顾了DAΦNE实验。我们使用改进的加速器模型的目标，以验证现代模拟工具，并提供有价值的输入LHC升级项目。
2015-06-24 physics.acc-ph
Measurement and vibration studies on the final focus doublet at Daphne and new collider implications
一个超级香料工厂将建在意大利弗拉斯卡蒂附近的Tor Vergata大学校园内，它将拥有纳米光束，以达到比目前技术水平高两个数量级的设计亮度。位于弗拉斯卡蒂LNF的达芙妮Phi工厂于2007年下半年进行了升级，以实施大Piwinski角和蟹腰碰撞方案[1]，并于2010年推出了KLOE实验，以进行新的数据采集和分析程序[2]。在达芙妮进行了振动测量活动，以了解最终焦点双合透镜的实际振动灵敏度。由于光度损失和光子束线不稳定性的观察，对最终焦点双峰进行了振动测量。测量结果和稳定技术，以减轻“文化噪声”引起的地面运动的影响。将讨论这一经验对超级风味工厂最终焦点双峰的设计和稳定的影响。
2013-05-23 physics.acc-ph
Weak-Strong Simulation of Beam-Beam Effects in Super Proton-Proton Collider
一台旨在探索标准模型之外新物理的超级质子-质子对撞机（SPPC）将在中国建成。在这里，我们专注于在SPPC的光束相互作用的影响。模拟结果表明，在现有的光学系统和标称调谐条件下，考虑到所有的束-束相互作用，动态孔径（DA）小于6σ，主要原因是长程相互作用。首先，我们展示了调谐扫描的结果，以最大限度地提高DA。接下来，我们讨论了通过增加交叉角和使用载流导线来补偿长程相互作用。
2019-12-05 physics.acc-ph
Optimization of the beam crossing angle at the ILC for e+e- and gamma-gamma collisions
目前，国际直线对撞机（ILC）的设计是针对电子+电子碰撞进行优化的;光子对撞机（伽马-伽马和伽马-电子）被认为是一种选择。一些意想不到的发现，如在大型强子对撞机上发现的双光子过剩F（750 GeV），可能会强烈地推动光子对撞机的建设。为了启用伽马-伽马碰撞选项，ILC设计应该从一开始就与它兼容。本文讨论了光束交叉角问题。在ILC的技术设计中，这个角度是14 mrad，这刚好足以为最后的四极和出射光束提供足够的空间。对于伽马-伽马碰撞，交叉角必须更大，因为由多次康普顿散射产生的低能电子在与相对电子束的碰撞中获得大的破裂角，并且在螺线管检测器场中获得一些偏转。对于2 E =500 GeV的对撞机，所需的交叉角约为25 mrad。在本文中，我们考虑的因素，确定的交叉角，以及其最小允许值，还没有造成相当大的减少伽玛-伽玛光度。结果表明，最佳的解决方案是将激光波长从目前的1 \mum（其对于2 E =500 GeV是最佳的）到2 \mum，因为这使得可以在20 mrad的交叉角处实现高伽马-伽马光度，这对于e+e碰撞也是相当舒适的，不会引起e+e-光度的任何降低并且为在同一隧道中的更高能的未来对撞机打开了可能性（例如，CLIC）。此外，2 \mum波长对于2 E = 1 TeV的对撞机是最佳的，例如，可能的ILC能源升级请将本文视为将ILC交叉角从14 mrad增加到20 mrad的呼吁。
2018-02-27 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
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
Generalization of the Froissart-Stora formula to piecewise-linear spin-orbit resonance crossings
Cornell University（康奈尔大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所）；University of New Mexico（新墨西哥大学）
本文推广了弗洛伊沙-斯特劳拉公式以处理分段线性自旋-轨道共振交叉，通过模拟展示了在RHIC中的应用，并证明了该公式与兰道-泽纳公式在斜率变化时的等价性。
2026-10-28 physics.acc-ph
How to increase the physics output per MW.h for FCC-ee?
对撞机的效率在很大程度上取决于它们的亮度，而高能$e^+e^-$对撞机消耗的大部分能量与总束流成正比。因此，能量效率主要由需要最大化的比光度决定。实现这一点的最有效方法之一是使用蟹腰碰撞方案，这意味着大的Piwinski角（LPA）。FCC-ee的一个显著特点是束流辐射（相对聚束场中的辐射）对束流动力学的巨大影响。在低能量下，这表现为能量扩展和聚束长度的显著增加，在高能量下，表现为束寿命的限制。强束团与LPA和束致辐射的碰撞也会导致各种限制亮度的不稳定性。在这里，我们讨论了在不同能量下优化FCC-EE对撞机参数时要考虑的主要方面，并解释了基本参数的选择，如RF电压，IP晶格函数，聚束强度等。我们还将注意需要进一步研究的开放问题，并确定该项目下一阶段的一些关键点。
2022-09-30 physics.acc-ph
Analytical Estimation of the Beam-Beam Interaction Limited Dynamic Apertures and Lifetimes in e^+e^- Circular Colliders
从物理上讲，δ函数类似于梁-梁相互作用点（IP）处的非线性力，其作用是δ函数非线性多极之和。本文应用文献[1]建立的一般理论，解析地研究了圆梁和扁梁的束-束相互作用限制动态孔径和相应的束寿命。建立了束-束有限寿命与束-束调谐偏移之间的关系，这清楚地说明了为什么在实验上，对于e-^+e$^-圆对撞机，束-束调谐偏移最大值总是在0.045左右，以及为什么可以用圆束使这个值大约加倍。与一些机器参数的比较。最后，讨论了碰撞交叉角对光度降低的影响。
2000-12-22 physics.acc-ph
Limitation on the luminosity of e+e- storage rings due to beamstrahlung
在能量大于2 E ~140 GeV（迎头碰撞）和2 E ~40 GeV（蟹腰碰撞）的情况下，由于束流碰撞中单个高能束致辐射光子的发射而导致的粒子损失对储存环的亮度产生了基本的限制.在这些阈值能量以上，由于束辐射的抑制因子为1/E^{4/3}，并且对于固定功率的同步辐射，亮度L与R/E^{13/3}成比例，其中R是对撞机半径。对于2 E> 150 GeV，两种碰撞方案有相似的光度极限。在储存环和线性对撞机（LC）2 E =240 GeV希格斯工厂可达到的亮度是相当的;在更高的能量，LC是首选。这篇会议论文是基于我最近的PRL出版物[1]，补充了对直线加速器环e+e-对撞机和带电荷补偿的环e+e-对撞机（四束碰撞）的额外评论。
2013-07-15 hep-ex physics.acc-ph
AloHEP Software: A luminosity optimizer for High Energy Physics colliders
TOBB University of Economics and Technology（TOBB经济与技术大学）
针对非对称对撞机中解析亮度公式的不足，提出开源Java工具AloHEP，通过宏粒子云格模拟和格林函数求解，独立考虑束团聚焦、交叉角及束-束效应，实现快速原型化亮度估计。
2026-10-08 physics.acc-ph physics.comp-ph
Low-energy electron-positron collider to search and study (μ^+μ^-) bound state
我们讨论了一个低能$e^+e^-$对撞机生产尚未观察到的（$μ^+μ^-$）绑定系统（dimuonium）。大交叉角对撞机对$e^+e^-$束流交叉产生非零动量的二μ子，从而使其衰变点偏离束流碰撞区，有效地抑制了$e^+e^-$的弹性散射本底。实验的约束条件定义了随后的对撞机规格。给出了加速器的初步布局并获得了主要参数。在选定的光束能量范围内的高亮度允许研究$π^\pm$和$η$ -介子。
2017-08-19 hep-ex physics.acc-ph
Status of the Super-B factory Design
SuperB国际团队继续优化正负电子对撞机的设计，这将有助于加强对风味物理学起源的研究。该项目结合了直线对撞机（高单次碰撞光度）和储存环对撞机（高重复率）的最佳特性，汇集了所有加速器物理学方面，使10 $^{36}$ cm $^{-2}$ sec $^{-1}$的非常高的光度。这种带有极化电子束的非对称能量对撞机将在$Υ$（4S）共振下产生数亿个B介子。本设计基于以大Piwinski角碰撞的极低发射率束，以允许非常低的$β_y^\star$，而不需要超短聚束。使用蟹腰六极将提高亮度，抑制危险的共振，并允许更高的光束参数。该项目具有灵活的束流参数，改进的动态孔径，以及低能环中的自旋旋转器，用于相互作用点处电子束的纵向极化。该设备为最佳碰撞光束性能进行了优化，还可以为同步辐射应用提供高亮度光子束。
2011-10-09 physics.acc-ph
Study of Beam Profile Measurement at Interaction Point in International Linear Collider
在国际直线对撞机上，测量相互作用点的束流轮廓是实现高亮度的关键。我们报告了一个新的束流剖面监测器，称为对监测器，它使用的碰撞分布的电子-正电子对产生的相互作用点的模拟研究。我们得到的测量精度为5.1%，10.0%，和4.0%的水平，垂直和纵向光束的大小，分别为50束交叉。
2009-02-14 physics.acc-ph physics.ins-det
Machine detector interface for the $e^+e^-$ future circular collider
国际未来圆形对撞机研究的目的是设计将在日内瓦地区新建的100公里隧道中建造的$pp$、$e^+e^-$、$ep$对撞机。$e^+e^-$对撞机（FCC-ee）的质心能量范围在90（Z极）和375 GeV（tt_bar）之间。为了达到这种前所未有的能量和亮度，相互作用区域的设计至关重要。设计中选用了蟹腰碰撞方案，它将与所有光束能量兼容。在本文中，我们将描述机器检测器接口布局，包括螺线管补偿方案。我们将描述这种布局如何满足参数表和物理约束所设定的所有要求。我们将总结同步辐射的影响的研究，分析捕获模式和由单光束和亮度效应引起的背景，估计在相互作用区和在检测器中的损失。
2019-05-09 hep-ex physics.acc-ph
Interplay of space charge, intrabeam scattering and synchrotron radiation in the Compact Linear Collider damping rings
本文在PyORBIT中集成IBS与同步辐射模拟算法，研究CLIC阻尼环中同步辐射、IBS和空间电荷在betatron共振附近的耦合影响，并指出合理选择工作点可避免束流损失与发射度增长。
2024-05-05 physics.acc-ph
Booster Free From Spin Resonance For Future 100~km-scale Circular e$^{+}$e$^{-}$ Colliders
针对CEPC百公里级增强器，研究FODO高周期磁聚焦结构中的自旋退极化共振，模拟表明无Siberian snake时极化束可加速至80 GeV，为高极化注入提供依据。
2023-06-06 physics.acc-ph
High luminosity interaction region design for collisions with detector solenoid
最近在Frascati DAΦNE轻子对撞机上设想并实现了一个新的相互作用区。在多束团碰撞中，为了获得高亮度而采用的紧聚焦和小交叉角的概念，由于一种新的束-束共振补偿机制，已经发展到在具有大水平交叉角的相互作用点处增强束聚焦的方向。新的配置已被测试与一个小的探测器没有螺线管场产生一个显着的改善，在峰值以及积分亮度。高亮度相互作用区域现在已经被修改以容纳具有强螺线管场的大检测器，该强螺线管场显著地扰动束流光学，在相互作用区域光学设计、束横向耦合控制和束保持清晰要求方面引入新的设计挑战
2010-06-08 physics.acc-ph
Bayesian Optimization of The Relativistic Heavy Ion Collider Luminosity via $s^*$ Control
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出利用GPTune框架的贝叶斯优化方法，通过控制束腰位置$s^*$来优化RHIC的sPHENIX亮度，在实验中成功识别局部最大值并恢复劣化配置，展示了其在噪声环境下实时调谐的鲁棒性，为下一代对撞机提供了有力工具。
2026-09-22 physics.acc-ph
High luminosity interaction region design for collisions inside high field detector solenoid
最近在Frascati DAΦNE轻子对撞机上设想并实现了一个新的相互作用区。在多束团碰撞中，为了获得高亮度而采用的小交叉角和紧聚焦的概念，由于束-束共振的新补偿机制，已经发展到在大交叉角的相互作用点处增强束聚焦的方向。新的配置已被测试与一个小的探测器没有螺线管场产生一个显着的改善，在峰值以及积分亮度。高亮度相互作用区域现在已经被修改以容纳具有强螺线管场的大型检测器，这显著地干扰了束流光学，在相互作用区域光学设计、束横向耦合控制和束保持清晰要求方面引入了新的设计挑战。相互作用区域的设计标准，以及相关的结构测试的光度结果，并进行了讨论。
2011-10-14 physics.acc-ph
LHC luminosity upgrade with large Piwinski angle scheme: a recent look
在LHC对撞机上使用纵向扁平束团与大交叉角相结合（大Piwinski角方案）的亮度升级近年来正在重新引起人们的兴趣。通过设计，在LHC的总束-束调谐偏移对于两个相互作用点一起小于0.015。但是2010-11年的3.5 TeV对撞机运行和专门的研究表明，每个相互作用点的束-束调谐偏移>0.015。鉴于这一发展，我们重新审视了LHC对大皮温斯基角方案的要求。在本文中，我们提出了一套新的参数和光度计算所需的升级，通过调查1）目前的LHC注入器的性能，2）电子云的问题，近平束和3）现实的束粒子分布从纵向束动力学模拟。我们还对LHC注入器加速器的必要升级做了一些评论。
2012-01-27 physics.acc-ph
Some problems in plasma suppression of beam-beam interactions at muon colliders
讨论了等离子体抑制μ子对撞机束-束效应的思想。它表明，应该考虑到碰撞的等离子体中被忽略了。粗略估计表明，这种效应导致束流磁场的快速"恢复“。对于μ子对撞机的束参数特性，束场的磁分量（总力的1/2）的抑制几乎不存在。研究还表明，在相互作用点处的稠密等离子体（Li喷流）的存在导致探测器中巨大的强子背景（由于光-核反应），在大角度处每个交叉约10^{7}个粒子，这给实验造成了严重的问题。
2000-01-12 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
Applications of electron lenses: scraping of high-power beams, beam-beam compensation, and nonlinear optics
电子透镜是脉冲的、磁约束的电子束，其电流密度分布被成形以在循环束上获得期望的效果。费米实验室的Tevatron对撞机使用了电子透镜，用于逐束补偿远距离束-束调谐偏移，用于去除中止间隙中未捕获的粒子，用于正面束-束补偿的初步实验，以及用于演示空心电子束的晕刮。布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论重离子对撞机（RHIC）正在调试用于束-束补偿的电子透镜。对空心电子束准直和晕控制进行了研究，作为补充欧洲核子研究中心大型强子对撞机升级准直系统的一个备选方案;最近完成了一项概念设计。由于它们的电荷和质子束附近没有材料，电子透镜也可以提供一种替代导线的方法，用于LHC亮度升级方案中具有小交叉角的长距离束-束补偿。在费米实验室，我们计划在可积光学测试加速器（IOTA，一个40米的150 MeV电子环）中安装一个电子透镜，作为非线性可积光学的原理验证实现之一，以实现大的调谐扩展和更稳定的光束，而不会损失动态孔径。
2014-09-11 physics.acc-ph
Emission of Low-Energy Photons by Electrons at Electron-Positron and Electron-Ion Colliders with Dense Bunches
通常，电子-正电子（或电子-离子）束团碰撞中低能光子的发射是用与同步辐射（束辐射）相同的方法计算的。然而，对于软光子（E_gamma < E_c，其中E_c是临界光子能量），当辐射的相干长度变得与聚束长度相当时，束致辐射近似变得无效。在本文中，我们提出了我们的计算结果为基础的经典电流近似的区域。我们考虑几个碰撞机与密集束。在能量间隔dE_gamma中，由N_e个电子每束穿过发射的低能光子数dN_gamma为dN_gamma = alpha g N_e dE_gamma/E_gamma，其中alpha是精细结构常数，并且取决于束参数的函数g对于现代对撞机来说通常是单位阶的。特别地，对于ILC，当束轴位移为零时，E_c = 83 keV，g=5.5;对于KEKB，g=0.88，E_c= 0.24keV。我们还计算了dN_gamma对两个光束轴之间的碰撞参量的具体依赖关系。原则上，后一方面允许在线监测射束轴线位移。
2009-01-30 hep-ph physics.acc-ph
Beam-beam effects in BEPCII
本文首先介绍了北京正负电子对撞机（BEPCII）的设计参数和设计过程中束-束效应的模拟研究。对2007年以来的主要进展进行了简要介绍和评述。2010年1月，安装了纵向反馈系统来抑制耦合束团不稳定性。在2010年12月采集的数据过程中，水平音调从6.53降至6.508。2011年发现束-束参数饱和，北交叉点附近的真空室和磁体移动15 cm，以减轻远距离束-束相互作用。在2013年初，使用新的较低$α_{p}$晶格，光束-光束参数达到0.04，峰值亮度达到7 x 10 $^{32}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。
2014-10-15 physics.acc-ph
Design of an interaction region with head-on collisions for the ILC
国际直线对撞机（ILC）的基线配置，其中包括两个IR有限交叉角（2和20 mrad）的相互作用区（IR）与迎面碰撞被认为是一种替代方案。虽然对光束提取更具挑战性，但正面方案受到实验的青睐，因为它允许更方便的检测器配置，特别是在前向区域。通过水平地分离e+和e-束，首先通过在其LEP标称场下操作的静电分离器，然后使用最终聚焦束线的散焦四极杆，来重新审视迎面提取的光学器件。以这种方式，保护隔膜磁体免受束辐射功率的影响。新优化的最终焦点和提取光学，包括碰撞后诊断的第一眼。寄生碰撞的影响，导致稳定的碰撞参数的区域。沿提取元件的中断束和beamstrahlung光子损失计算。
2006-09-28 physics.acc-ph
