Stable Positron Acceleration in Thin, Warm, Hollow Plasma Channels
空心等离子体通道对轻子加速很有吸引力，因为它们提供了内禀发射度保持机制。然而，光束分裂不稳定性占主导地位的动态。在这里，我们表明，薄，温暖的空心通道可以维持大振幅等离子体波准备高品质的正电子加速。我们验证了热电子和薄的空心通道的组合，使正电子聚焦结构。这样的聚焦尾流场解锁束分裂阻尼机制。我们证明，这样的渠道出现自我一致的长期等离子体动力学在井喷的制度后，允许实验演示。
2021-09-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Generation and Acceleration of Isolated-Attosecond Electron Bunch in a Hollow-Channel Plasma Wakefield
提出利用电子束驱动空心通道等离子体靶同时产生并加速十GeV级孤立阿秒电子束的新方案，通过辐射尾场注入并加速等离子体电子，获得高电荷量、高能量、高稳定性的电子束，适用于超快与高能物理。
2024-12-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Generator-Invertor-Dumper System of Electron (Positron) Bunches Moving in Cold plasma for Development of Strong Accelerating Electric Field
结果表明，在具有一定密度的冷等离子体中运动的电子（正电子）束团系统中，可以获得高的加速梯度。这些组合的聚束系统不会在它们后面产生尾流场，并且可以以周期性的顺序穿过等离子体柱。在一维方法中进行了数值和解析的考虑，（当其横向尺寸大于等离子体波长时，可以应用于有限系统，除以$2π$）。以典型参数的阿贡尾场加速器和感应直线加速器为例，讨论了通过测量预测的能量增益进行实验检验的可能性。
1997-01-13 physics.acc-ph
Mitigation and control of instabilities in DAFNE positron ring
DAFNE e+/e-对撞机中的正电子束一直受到强电子云不稳定性的影响。为了应对这些问题，多年来已经采用了几种方法：灵活而强大的逐束反馈系统，在真空室的直线部分周围安装电子云，以及在最后一次运行中，在弯曲和摆动磁铁内安装电子云清除电极。当然，经典的诊断工具已被用来评估所采取的措施的有效性和设备的正确设置，以获得总束流和逐束流，实时绘制同步加速器和电子感应加速器的不稳定性，验证碰撞和碰撞外的垂直束流尺寸扩大。此外，为了评估清除电极的效率与不稳定性速度，更强大的工具是利用逐束团反馈系统的特殊诊断程序，以快速计算不同束流条件下的生长速率不稳定性和逐束团调谐扩展。
2012-04-23 physics.acc-ph
Plasma lens for the focusing of positron bunches
针对等离子体加速器中正电子束团聚焦的难题，提出一种工作在线性区的等离子体透镜聚焦方法，经数值模拟验证可对两种构型的正电子束团实现高质量横向聚焦，还具备降低束团能散的潜力。
2025-09-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Positron acceleration in a hollow plasma channel up to TeV regime
我们提出了一种基于等离子体的高能轻子加速器，其中在束轴附近形成弱聚焦等离子体结构。该结构保持了加速束的发射度，并产生低辐射损失。此外，该结构允许在驱动器耗尽阶段显著降低见证能量扩展。
2014-01-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Positron Driven High-Field Terahertz Waves in Dielectric Material
先进的加速方法的基础上产生的尾场通过高能量电子束通过介电基结构已经证明了$>$ GV/m场，铺平了道路上的应用，如未来的紧凑型线性对撞机的第一步。对于对撞机的情况下，它是可取的，在等离子体相比，尾场在电子束中不表现出不同的正电子和电子束。在这封信中，我们提出了测量的大振幅场激发的正电子束与对撞机相关的参数（能量20 GeV，和$0.7 \times 10^{10}$粒子每束）在0.4太赫兹，圆柱对称的电介质结构。发射相干切伦科夫辐射的干涉测量允许的正电子产生的尾场，这是由电子束激发的相比，光谱特性。统计等效性检验被纳入显示的电荷符号不变性的诱导尾场谱。对离轴激发产生的正电子束的横向效应进行了研究，发现与DWA系统的已知线性响应是一致的。数值模拟的结果支持，并证明高梯度尾场激发的正电子束在超导体。
2021-11-05 physics.acc-ph
High efficiency uniform wakefield acceleration of a positron beam using stable asymmetric mode in a hollow channel plasma
在井喷制度的等离子体尾场加速是特别有前途的高能量加速的电子束，因为它的潜力，同时提供大的加速梯度和高的能量转移效率，同时保持良好的束质量。然而，迄今为止还没有发现等离子体尾流中正电子加速的等效机制。我们表明，经过一个短的传播距离，一个不对称的电子束驱动一个稳定的尾场在一个中空的等离子体通道，可以加速和聚焦的正电子束。在驱动束团后面适当距离处放置高电荷正电子束团，可以对纵向尾场进行束流加载或平坦化，并增强横向聚焦力，从而导致正电子的高效率和窄能量扩展加速。三维准静态粒子模拟结果表明，该方案可以同时获得30%以上的尾流能量提取效率和1%的能级能量扩展，进一步优化是可行的。
2021-06-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration and Focusing Electron/Positron Bunches in Plasma-Dielectric Wakefield Accelerator
针对介质尾场加速器的BBU不稳定性问题，提出带真空通道的等离子体填充方案，通过解析与数值模拟验证了体等离子体本征波对束团横向运动的稳定作用及结构的加速性能。
2024-10-31 physics.acc-ph
Beam-Beam Interaction in a Dielectric Laser Accelerator Electron-Positron Collider
通过数值计算研究了在1 TeV的介质激光加速器（DLA）对撞机中光学间隔电子/正电子微聚束的对向传播序列的碰撞。在经典极限下，推导了任意束团数的时间相关的包络方程，其中包括辐射反作用力（RRF）。示例参数检查的基础上，考虑到最佳效率，材料损伤限制，和功率约束的聚束电荷的约束光度关系。我们发现，对于初始相同的反向传播高斯聚束列车的周期性的时间结构导致亮度与聚束的数量的峰值。对于较长的聚束串，增强则与聚束的数量成反比地减小。相应的能量损失分数为1.75%，当考虑横向力的非线性径向依赖性时，能量损失分数减小到0.35%，平均束流辐射参数为0.075，考虑到束流辐射损失是未来TeV对撞机的关键问题，这是一个重要的结果。
2021-09-29 physics.acc-ph
Acceleration and focusing of positron bunch in a dielectric waveguide accelerator with homogeneous plasma in transport channel
本文给出了等离子体介质尾场加速器中正电子束团聚焦的数值PIC模拟结果。尾场由驱动电子聚束在石英介质管中激发，并嵌入圆柱形金属波导中。介质管的内部区域已经填充有径向均匀的等离子体，在一般情况下具有沿波导轴的真空通道。数值模拟结果表明，在尾流场中，正电子束团的加速和聚焦是可能的。研究了正电子束团的输运和加速与真空通道尺寸和波导长度的关系。
2021-12-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Coherent transverse instability of bunched beams in circular accelerators
研究了环形加速器中束团的相干横向振荡。使用了三种不同的聚束模型：方形势阱中的空心聚束、抛物形势阱中的方形聚束和抛物形势阱中的抛物形聚束。在所有的情况下，聚束空间电荷场，尾波场，和色度考虑。研究了聚束本征模和各种不稳定性。通过对结果的比较和分析，确定了模型的适用范围。朗道阻尼的作用，由于SC场的纵向坐标上的依赖进行了讨论。
2020-11-30 physics.acc-ph
Theoretical investigations on the Adiabatic Matching Device-based positron capture system
电子束撞击转换靶产生的正电子具有宽的能谱和大的轨道角扫描。正电子束的适应性，以接受一个加速器，要求减少角展度。绝热匹配器（AMD）是改变正电子束团相位的最合适的器件之一。本文提出了一种AMD的简化理论。结果表明，为了减小角扩展而进行的横向相位相体积的变换导致了聚束的延长。纵向和横向的概率密度函数的推导。数值模拟验证了分析结果。
2022-07-13 physics.acc-ph
Development of a high-efficiency pulsed slow positron beam for measurements with orthopositronium in vacuum
我们研制了一种用于真空中正电子素实验的高效率脉冲慢正电子束。新的脉冲方案是基于一个双间隙同轴聚束器由适当形状的RF脉冲供电。在两个间隙中的正电子速度的调制用于调整它们到目标的飞行时间。该脉冲方案允许在聚束过程中最小化非线性像差，并且有效地将初始脉冲持续时间范围从300至50 ns的正电子脉冲分别压缩成2.3至0.4 ns宽度的聚束，重复周期为1 mks。实现的压缩比是~100，这是一个因素5优于以前获得的慢正电子束的基础上一个单一的聚束器。对慢化正电子的单能化程度和波形产生的精度提出了要求。讨论了脉冲正电子束在薄膜测量中的可能应用。
2005-11-07 physics.acc-ph
Measurement and modeling of electron-cloud-induced betatron tune shifts at the Cornell Electron-positron Storage Ring test accelerator
我们报告了在康奈尔正负电子储存环上对2.1和5.3 GeV的正电子束团串的电子云诱导的电子感应加速器调谐位移的广泛测量，这些正电子束团的数量范围在0.64 × 10^10 ~ 9.6 × 10^10之间。使用一个见证聚束与可变距离的训练和变量聚束人口的末端提供云衰减和云捏聚过程中的聚束通道的信息。我们采用蒙特卡罗模拟的反射和吸收的同步辐射光子，以确定周围的存储环的圆周吸收网站的模式。Geant 4模拟工具包用于模拟光子与束管壁的相互作用，并确定种子电子云的光电子的产生能量和位置分布。一个电子云建立模型的基础上拟合环平均的二次产额性质的真空室预测与测量的调谐位移。
2019-08-05 physics.acc-ph
Optimal positron-beam excited plasma wakefields in Hollow and Ion-Wake channels
与等离子体电子相互作用的正电子束驱动径向吸入，与过密区域中的电子束驱动吹出相反，$n_b>n_0$。在均匀等离子体中，电子从所有不同的半径径向吸入。从不同半径坍缩的电子不会同时压缩轴上驱动弱场。空心沟道允许电子从其沟道半径同时崩溃激发相干场。分析了最佳信道半径。此外，中空中的低离子密度允许具有聚焦相位的更大区域，我们显示其为线性聚焦。我们已经表明，形成一个离子尾流通道后面的吹灭电子泡尾流。在这里，我们探讨正电子加速过密制度比较一个最佳的空心等离子体通道的离子尾流通道。并对最佳空心流道半径的条件进行了比较。我们还讨论了非理想离子尾流通道对正电子束激发场的影响。
2015-12-25 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
High-speed RF Switch Electronics for picking up of Electron-Positron Beam Bunches
束流诊断是保证粒子加速器束流质量的重要环节。在即将建成的北京正负电子对撞机（BEPC II）和环形电子对撞机（CEPC）等现代正负电子对撞机中，电子和正电子都在隧道中运行。为了测量电子束和正电子束，实时拾取这两个不同的聚束是值得关注的。由于相邻的电子和正电子束之间的时间间隔很小，例如，在CEPC中为6 ns，因此需要高速开关电子学。本文介绍了一个高速射频（RF）电子学的原型设计，可以拿起纳秒正电子-电子束团的开关时间小于6 ns。电子和正电子的快速分离是基于RF开关和控制信号的精确延迟调节（~10 ps）来实现的。实验室初步测试表明，该电路能够在6 ns的时间间隔内成功地提取出聚束信号，为进一步实现电子束的测量和束流的定位提供了可能。
2018-06-24 physics.acc-ph physics.ins-det
Positron Bunch Radiation in the System of Tightly Packed Nanotubes
A.I. Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute)（阿·伊·阿里哈尼扬国家科学实验室（埃里温物理研究所））；Yerevan State University（埃里温国立大学）
紧密排列的碳纳米管系统可产生高强度近单色圆形偏振软X射线光子束，能量约3 keV。
2025-12-29 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Evolution of ultra-relativistic hollow-electron-beam wakefield drivers during their propagation in plasmas
超相对论空心电子束可以驱动等离子体尾场（$\sim$ GV/m），用于正电子加速。空心电子束在等离子体中长距离稳定传输是利用等离子体尾场将正电子加速到高能所必需的。在这项工作中，我们表明准静态动力学模拟使用代码WAKE的超相对论方位角对称的空心电子束在等离子体中传播的发展鱼骨状结构和移动其体积，差分沿其长度（后部最快），向其轴由于电子束电子的电子感应加速器的时间周期从束前到束后的减少。小半径空心电子束在到达轴向的电子产生的二次尾场的引力作用下坍缩到轴向。然而，具有足够大半径的空心束可以在等离子体中稳定地传播数米，并用于正电子加速。
2018-10-27 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A conventional positron source for International Linear Collider
提出了一种实现国际直线对撞机用几个GeV电子束驱动的常规正电子源的可能方案。采用300 Hz电子直线加速器产生具有拉伸脉冲长度的正电子，以固化靶热负载。ILC需要约2600束在一个训练的脉冲长度为1 ms。每个脉冲的300 Hz直线加速器创建约130束，然后2600束创建在63 ms。优化参数，如驱动光束能量，光束尺寸和目标厚度，进行了讨论，假设一个L波段捕获系统，以最大限度地提高捕获效率，并减轻目标的热负荷。正电子产生靶采用慢速旋转的钨盘。
2011-11-29 physics.acc-ph
Electron-Positron Collider Design -- simulations from long proton driven beam to 125GeV witness electron and positron bunches
本文通过模拟实验证明了基于等离子体加速器的正负电子对撞机的可行性。从SPS（superproton synchrotron）提供的17.612cm质子束出发，模拟表明长质子束在均匀等离子体中通过种子自调制可以在前半部分形成多个高质量的质子束团。然后，我们使用这些高质量的聚束在均匀等离子体中激发尾流场，并加速见证正电子和见证电子。模拟结果表明，在加速90 m后，见证聚束的平均能量约为125 GeV，平均加速梯度约为1.3 GeV/m。正电子-电子碰撞的质心能量约为125 GeV。讨论了输出见证聚束的能量扩展、见证粒子存活率、发射度和亮度。
2020-04-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
High efficiency uniform positron beam loading in a hollow channel plasma wakefield accelerator
提出了一种新的正电子束流加载方式，在空心等离子体通道中实现了高梯度窄能散的$e^+$束流加速。在该区域中，$e^+$束与驱动$e^-$束在时间和空间上一致，并且它们的净电流分布确定等离子体尾场。三维粒子模拟结果表明，通过精确控制束流分布和加载相位，可以同时实现$\sim$ nC电荷的$e^+$束流加速，$\sim$ GV/m梯度、$\lesssim$ 0. 5%的诱导能量扩展和$\sim$ 50%的能量转移效率。此外，仅定制更可调谐的$e^-$束而不是$e^+$束的电流分布就足以获得这种有利的结果。本文提出了一种同时考虑空心等离子体通道中线性和非线性等离子体响应的理论分析方法，以量化束流加载效应。这一理论与模拟结果吻合得很好，并验证了这种梁加载制度在很宽的参数范围内的鲁棒性。
2021-11-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A near-ideal dechirper for plasma-based electron and positron acceleration using a hollow channel plasma
基于等离子体的电子和正电子尾场加速在过去十年中取得了长足的进步。然而，其应用于相干光源和对撞机的一个主要挑战是加速光束的相对较大的能量扩散，目前在百分之几的水平。这种能量扩展通常与尾波场振幅的纵向啁啾引起的束中的粒子位置相关。因此，去斜器对于将该扩散降低到$\sim0.1\%$水平，同时保持加速束的发射度是非常理想的。在这里，我们建议，一个低密度的空心通道等离子体可以作为一个近理想的电子和正电子的去啁啾。我们通过大规模的三维粒子模拟来证明这一概念。研究表明，从等离子体加速器出射的束流的初始正相关能量扩展（啁啾）可以通过束流在中空通道中从百分之几能级到$\leq 0.1\%$诱导的近似线性的自尾流来补偿。同时，由于沟道内的横向场可以忽略不计，所以束流发射度可以保持不变。这种被动方法可能会显着提高等离子体加速器的光束质量，为它们在未来紧凑型自由电子激光和对撞机中的应用铺平道路。
2019-08-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal Single Bunch Instability Study on BEPCII
为了研究BEPCII单束团纵向不稳定性，在正电子环上进行了束团拉长现象的实验研究。根据Gao的理论对实验数据进行了分析，得到了束团的纵向损耗因子。此外，总的唤醒电位和束流阈值的估计。
2013-04-10 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
Rapid charge redistribution leading to core hollowing in a high-intensity ion beam
最近，报道了第一次直接测量完整的6D加速器束流分布[1]。这项工作观察到能量和横坐标之间的相关性，能量分布在横核附近变得中空和双峰。在这篇文章中，一个类似的结构出现在一个最初不相关的，高密度聚束的扩展作为非线性空间电荷力的速度扰动的结果。当6D相空间被投影到一维和二维轴上时，这种中空是模糊的。这种现象在加速器系统中还没有得到广泛的认可，但可以与激光电离纳米团簇和衍射电子源的观察结果进行比较。虽然这种效应提供了对测得的岩心相关性的起源的洞察，但它并没有提供完整的描述。通过射频四极杆的自洽模拟，可以得到一个更好的再现测量结构。[1]B.凯西，S。Chelsea，A. Aleksandrov和A. Zhukov，PRL 121，064804（2018）。
2020-08-14 physics.acc-ph
A Compact Source of Positron Beams with Small Thermal Emittance
本文提出一种由PM阱、静电压缩器和rf加速器组成的紧凑型低热发射度正电子束源，其成本和尺寸远低于传统靶源，可加速至17.6 MeV，适用于直线对撞机平束源及正电子等离子体尾场加速等研究。
2024-01-09 physics.acc-ph
Positron acceleration via laser-augmented blowouts in two-column plasma structures
我们提出了一个正电子加速装置，它由一个电子驱动器和一个激光脉冲组成，产生一个双重等离子体柱结构。由此产生的尾流场是能够加速正电子束在长距离，即使考虑到司机的演变。该计划是通过粒子模拟研究。进一步得到了加速场和聚焦场的解析表达式，给出了见证聚束加速的平衡线。
2022-04-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Laser-Plasma Ion Beam Booster Based on Hollow-Channel Magnetic Vortex Acceleration
针对激光驱动离子加速的离子最大能量不足问题，提出保品质级联加速方案，经三维PIC模拟验证其鲁棒性且可俘获高电荷质子团，适配现有及近期激光装置。
2024-05-06 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-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
Future colliders based on a modulated proton bunch driven plasma wakefield acceleration
最近的模拟表明，一个自调制的高能质子束团可以激发一个大幅度的等离子体尾场，并通过一个长的等离子体通道，在一个单级加速外注入的电子束团的能量前沿。在此基础上，未来的对撞机，无论是电子-正电子直线对撞机（e+-e-对撞机）或电子-强子对撞机（e-p对撞机）可以设想。在本文中，我们讨论了一些关键的设计问题的e+-e-对撞机和高能e-p对撞机，基于现有的基础设施的欧洲核子研究中心加速器复合体。
2012-05-31 physics.acc-ph
Single-shot Transverse Wakefield Mapping with a Hollow Electron Beam
本文提出一种基于空心电子束的单发横向尾场测量技术，通过探针横向畸变直接测量驱动束团产生的尾场分布，为抑制束流破裂不稳定性提供诊断手段。
2023-07-06 physics.acc-ph
Partially Coherent X-Ray Oscilex Radiation from a FEL-Modulated Positron Bunch during Its Planar Channeling in a Crystalline Undulator
A.I. Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute)（A.I.阿里哈尼扬国家科学实验室（埃里温物理研究所））
研究正电子束在晶体行波中通道化时产生的部分相干振荡辐射，揭示其频率特性及高增益机制。
2025-12-10 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Assessment of Transverse Instabilities in Proton Driven Hollow Plasma Wakefield Acceleration
在质子驱动等离子体尾流场加速器中引入空心等离子体，以克服均匀等离子体中横向尾流场随半径和时间变化而引起的束流质量下降问题。模拟结果表明，在一个长的空心等离子体通道中，电子可以被加速到能量前沿，同时保持良好的束流质量。然而，该方案对波束通道对准提出了严格的要求。否则将产生沿轴向不对称的横向尾流场，导致驱动聚束的畸变和见证光束质量的恶化。在本文中，通过2D carpellet-in-cell模拟，我们研究了驱动光束通道偏移和初始驱动器倾斜引起的潜在不利影响，然后提出并评估这些驱动器不准确问题的解决方案。
2018-05-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Measurement of Electron Trapping in the CESR Storage Ring
低能电子的积累已经被证明会影响各种各样的粒子加速器的性能。特别值得关注的是束团通道之间的云的持久性，这可能会对高束流下的操作稳定性造成限制。我们测量了正电子储存环中四极磁铁场中的长寿命电子云，其寿命远大于旋转周期。基于模型，我们估计，在云产生的20束训练的5.3 GeV的正电子与16 ns的间距和$1.3x10^{11}$人口生存时间超过2.3 $μ$ s在四极场的梯度7.4 T/m的电子。我们已经观察到一个非单调的依赖的捕获效果的聚束间距。见证聚束对测量信号的影响为捕获电子的存在提供了直接证据。证人束也被观察到清除云，证明其作为缓解技术的有效性。
2015-03-06 physics.acc-ph
Compact narrow-band THz radiation source based on photocathode rf gun
亚皮秒电子束团沿介质波导轴向运动，可以产生窄带太赫兹相干切伦科夫辐射。提出了一种基于光阴极射频电子枪的紧凑型太赫兹辐射源方案。根据我们的分析结果，可以在光阴极射频电子枪中直接产生高电荷量（800pC）的亚皮秒电子束团。根据分析和模拟结果，在所提出的方案中（设施的长度约为1.2 m），预计将获得峰值为0.24 THz、峰值功率为2兆瓦（MW）的窄发射光谱。
2013-05-29 physics.acc-ph
Effect of transition radiation and dispersion spreading at achievement of a large transformer ratio of driver-bunch energy into wakefield in a dielectric resonator accelerator
本文讨论了在双注正负电子介质谐振腔对撞机中，束团注入时的轮廓序列情况下，增大Transformer比TR的可能性。与前面考虑的波导情况不同，在波导情况下，TR等于对总尾波场有贡献的序列束的加倍数量，并且受到群速度效应的限制，在谐振器中不存在这种限制。对于TR谐振腔的推导，与聚束数成比例，以及在波导中，聚束电荷的比率被选择为等于1：3：5：......，束团长度等于波长的一半，束团间距是波长的倍数。通过数值模拟研究了渡越辐射和色散扩展对Transformer比的影响。
2019-12-27 physics.acc-ph
Beam Feedback Systems and BPM Read-out System for the Two-Bunch Acceleration at Kekb Linac
为了使KEKB环的正电子注入率加倍，在直线加速器上研究了两束团加速方案，其中束团间隔为96 ns，加速频率为50 Hz。在这个方案中，每个束团的能量和轨道的稳定是必不可少的。因此，束流能量和轨道反馈系统已经升级。由于束流特性是通过束流位置监测器（BPM）获得的，因此对其读出系统进行了改进，以满足双束团的要求。通过延迟电缆调整BPM的组合波形，避免重叠，并且它们能够同时测量两个聚束的束位置。通过调节射频脉冲的定时来平衡两束团的能量，通过调节加速射频相位来稳定平均能量。平均束流轨道也得到了稳定。在注入器部分的电荷和聚束稳定性的慢反馈系统也正在计划中。这些系统已成功地用于试验梁，并将用于常规操作。
2002-02-07 physics.acc-ph
Polarized positrons for the ILC - update on simulations
为了在未来的国际直线对撞机（ILC）上实现极高的电子-正电子束碰撞亮度，预计将采用基于波荡器的源，该源具有约230米的螺旋波荡器和以约100米/秒的切向速度旋转的薄钛合金靶缘。必须仔细分析沉积在靶上的非常高的热密度。在FLUKA中计算了光子束在靶中沉积的能量。在ANSYS中模拟了一次集束训练后靶材料中产生的应力。
2012-02-03 physics.acc-ph
Control of focusing forces and emittances in plasma-based accelerators using near-hollow plasma channels
提出了一种近中空等离子体通道，其中通道中的等离子体密度远小于壁中的等离子体密度，以提供对等离子体加速器中的聚焦力和加速力的独立控制。在这种几何形状中，通道中的低密度有助于聚焦力，而加速场由通道壁中的高密度决定。该通道还为用于尾流场激发的强激光脉冲提供引导。在某些情况下，电子束和正电子束都可以以近似对称的方式加速和聚焦。近空心等离子体通道可以有效地抑制由于库仑散射引起的发射度增长，适用于高能物理应用。
2013-08-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Observation of Vertical Betatron Sideband due to Electron Clouds in the KEKB LER
电子云对正电荷束流的影响是近年来世界各地粒子加速器研究的一个活跃领域。由于电子云引起的横向电子束尺寸的爆炸已经在某些机器中被观察到，并且被认为是发展更高电流、更高亮度的电子-正电子对撞机的主要限制因素。目前提出的束流爆炸的主要机制是由于电子云内的短程尾流引起的快速头尾不稳定性的激发。我们在这里提出的观察束流的束流谱中的电子感应加速器振荡边带，可以提供直接的证据，这样的头-尾运动的正电子束。
2005-01-19 physics.acc-ph
Proposal for Single-Bunch Collimator Wakefield Measurements at SLAC ESTB
国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）等未来直线对撞机的束流传输系统（BDS）中，准直器尾流场是束流发射度增长和束流抖动放大的重要来源，从而降低了束流的亮度。因此，更好地了解准直器尾场效应对于优化未来直线对撞机的准直系统以最小化尾场效应至关重要。在过去，单束团准直器尾流场的测量已经在SLAC进行了基准理论，数值计算和实验的目的。这些研究揭示了测量结果与理论模型之间的一些差异。利用现有的束流测试设施，如SLAC的终端站A测试束（ESTB），进行新的实验测试将有助于提高我们对准直器尾场的理解。ESTB将提供完美的测试平台，以研究不同束长条件下的准直器尾场，与ILC（300微米标称束长）和CLIC（44微米标称束长）研究相关。在这里，我们建议进行新的实验测试准直器尾场效应的电子/正电子束在SLAC ESTB。
2012-12-25 physics.acc-ph
Energy recovery in filament-regime plasma wakefield acceleration of positron beams
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
本研究在电子丝状体等离子体尾场加速正电子束方案中引入次级电子束以回收尾场能量，并通过HiPACE++粒子模拟验证了多种能量回收方案，显著提升能量传递效率，为未来等离子体对撞机应用奠定基础。
2023-11-13 physics.acc-ph
Optics studies of a Muon Accumulator Ring based on FFA cells
高强度、高能量、低发射度的μ子束的产生对于可能的μ子对撞机是很有意义的。意大利国家核子物理研究所（INFN）的低发射率μ子加速器（LEMMA）团队正在研究从高能正电子束中产生22.5 GeV的低发射率μ子束，其能量是μ子能量的两倍撞击固定薄目标。LEMMA方案提出从多个（$10^2$到$10^3$）正电子束团执行μ子累积，以增加单个μ子束团的数量，该单个μ子束团使用两个小的累积器环（每个μ子种类一个）再循环通过靶。这三束电子束（能量为22.5 GeV的$μ^+$和$μ^-$以及两倍于μ子能量的$e^+$）在每个正电子束团相互作用时在靶处共享相同的相空间，在保留的束发射度内产生新的μ子。研究了利用固定场交替梯度弧（FFA）使μ子在靶上再循环的累积器的要求和光学设计。结果，我们实现了具有两个相互作用点的紧凑的230 m长的累积器，能量接受度为$\pm5$ %，在目标$β^*_μ=20$ cm处的低扭曲β函数，以及对于几种材料选项，足以容纳辐射长度$X_0$的1%的20 cm的漂移空间2 $L^*$。这些光学参数是用类似于FCC或CLIC等新对撞机所预见的磁体获得的，并且可以用新的磁体设计进一步扩展。目前的μ子积累结果将作为束组合研究的输入。
2020-11-23 physics.acc-ph
Attosecond gamma-ray flashes and electron-positron pairs in dyadic laser interaction with micro-wire
本研究提出利用两束高功率激光与微丝靶作用的可调谐方案，先通过径向偏振激光产生低横向动量的短脉冲高电荷电子束团，再与反向激光碰撞，可生成高准直超高亮度阿秒GeV级γ射线及固体密度级电子-正电子对，为高能粒子源研究提供新途径。
2024-08-12 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Resonant and random excitations on the proton beam in the Large Hadron Collider for active halo control with pulsed hollow electron lenses
我们介绍了大型强子对撞机（LHC）中共振和随机激发对质子损失、发射度和束流分布影响的数值模拟和实验研究结果。除了阐明复杂的非线性效应，这些研究被应用到空心电子透镜（HEL）的设计主动束晕控制。在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）中，大量的能量将储存在束尾中。为了控制和清洁束晕，正在考虑安装两个中空电子透镜，每个束一个。在标准的电子透镜操作中，质子束在每一次旋转中都看到相同的电子流。脉冲电子束操作（即，对于不同匝的不同电流），因为它可以加宽可实现的晕圈去除速率的范围。对于轴对称电子束，只有晕中的质子被激发。如果在束芯的位置存在剩余场，则这些粒子暴露于与时间相关的横向反冲和噪声。我们讨论了2016年和2017年在LHC中注入能量的数值模拟和实验。激励模式由横向反馈和阻尼系统产生，该系统充当偶极子反冲的柔性源。质子束的损失，发射度和横向分布被记录为激发模式和强度的函数。共振激发引起丰富的动力学效应和非平凡的变化的光束分布，这是据我们所知，以前没有被观察到，并在此详细研究。最后，我们讨论了可容忍的和可实现的剩余领域和进一步研究的建议。
2019-09-26 physics.acc-ph
Scheme for proton-driven plasma-wakefield acceleration of positively charged particles in a hollow plasma channel
提出了一种在等离子体尾场加速器中加速带正电粒子的新方案。如果质子驱动束在中空等离子体通道中传播，并且束半径是通道宽度的量级，则驱动器的空间电荷力导致通道壁处的电荷分离，这有助于聚焦沿束轴传播的带正电的见证聚束。在通道中，带正电荷的粒子的加速桶比均匀等离子体的井喷状态大得多，并且长距离的稳定加速是可能的。此外，可以通过改变通道的半径来调整见证物相对于波的相位，以确保加速度是最佳的。二维模拟表明，对于未来可能出现的质子驱动器，带正电的粒子可以稳定地加速超过1公里，平均加速梯度为1.3 GeV/m。
2013-06-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Research progress on advanced positron acceleration
本文综述了先进正电子加速方案的研究进展，重点分析粒子束驱动、激光驱动、辐射加速和空心等离子体通道等方法的优缺点，并展望未来发展方向。
2024-01-11 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
Low Emittance Positron Beam Generation: A Comparison Between Photo-production and Electro-Production
极化和非极化、低能和高能的正电子束具有广泛的应用，并且可以使用许多方法来产生它们。在本文中，我们分析了用于产生加速器应用正电子的两种主要方法，即“传统”电产生和最近的“光产生”。在确定了最佳靶材料后，确定了不同靶厚度和原束能量下的正电子产额。对于光生产和电生产，可分别实现高达约7.6%和200%的生产效率。然后，质量，即所产生的光束的发射度和归一化发射度进行评估，建议的“格鲁伯”校正计算归一化发射度也被认为是。计算得到的光束的亮度，将其与正电子束的固有时间延长相关。原光束的时间结构被保存为长聚束下降到ps尺度。对靶中的能量沉积及其影响进行了初步的评价。到目前为止，还没有考虑到极化。
2021-03-24 physics.acc-ph
Positron Acceleration in an Elongated Bubble Regime
提出了一种在非线性等离子体尾场加速器中加速正电子的新概念。通过加载尾流场（等离子体气泡的背面）与短的电子束，在第一个气泡之后创建了过量等离子体电子积累的扩展区域，从而产生了有利的区域，同时具有正电子的聚焦和加速场。通过广泛的参数扫描，获得了优化加载参数的比例律。由于聚焦场的良好质量，在这种新的制度下，可以实现正电子加速与发射度保存，它已被证明在三维粒子模拟。
2021-10-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Positron Acceleration in Plasma Wakefields
本文综述等离子体尾场正电子加速方案，定量比较其效率与束流质量，并指出电子高迁移率导致场不均匀，是限制对撞机应用的关键。
2024-03-05 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
Efficiency and beam quality for positron acceleration in loaded plasma wakefields
在等离子体尾流场中加速粒子到高能被认为是一种很有前途的技术，具有很好的能量效率和高梯度。虽然在基于等离子体的电子加速方面取得了重要进展，但等离子体中的正电子加速几乎没有研究，并且尚未确定完全自洽和最佳的方案。对于需要电子-正电子对撞机的高能物理应用，在等离子体尾场中加速正电子的能力是至关重要的。在这里，我们表明，保存的束流质量可以妥协的等离子体尾场加载正电子束，和能量效率和束流质量之间的权衡需要被found.For电子束驱动线性等离子体尾场，我们发现，尽管由正电子束加载引起的横向非线性聚焦力，束团迅速发展向一个平衡分布有限的发射度增长。粒子模拟表明，对于μ m尺度的归一化发射度，不相关能量扩散的增长设置了一个重要的限制。我们的研究结果表明，线性或适度的非线性制度与高斯驱动器提供了一个很好的权衡，同时实现超过30%的能量转移效率和不相关的能量扩散低于1%，而甜甜圈形的驱动器在非线性制度更适合于加速高电荷聚束在更高的梯度，在效率和光束质量之间的折衷退化的成本。
2021-07-02 physics.acc-ph physics.plasm-ph
