Coherent radiation of atoms and a channeling particle
研究了晶体中相对论粒子沟道辐射的新机制。考虑了晶格中原子受沟道粒子激发的相干辐射与沟道粒子自身辐射的叠加。结果表明，振荡原子链的相干辐射在沟道粒子辐射的背景下形成共振峰。
2012-05-23 physics.acc-ph
Simulations of electron channeling in bent silicon crystal
我们报告的弯曲硅晶体中的电子沟道的理论模拟的结果。使用MBN Explorer包[2，3]的新开发部分[1]计算晶体中超相对论电子的动力学，该部分通过将相对论运动方程与考虑射弹和晶体原子之间的相互作用相结合来模拟晶体介质中的经典轨迹。采用蒙特卡罗方法对入射电子进行采样，并考虑晶体原子的热振动。本文研究了入射能量为195- 855 MeV，弯曲晶体曲率不同时，沿Si（110）晶面的电子沟道。
2013-07-25 physics.acc-ph
The impact of ionising collisions on channeling and radiation emission for high-energy electrons and positrons
本文研究了离子化碰撞对高能电子和正电子通道化效率及辐射强度的影响，发现电子模拟中可忽略离子化碰撞，而正电子则需考虑其对效率的影响。
2025-11-21 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.comp-ph
Channeling and Radiation of 855 MeV Electrons and Positrons in Straight and Bent Tungsten (110) Crystals
用\MBNExplorer软件包模拟了855 MeV电子和正电子在直和弯钨（110）晶体中的平面沟道。的弯曲半径的宽范围内的模拟结果进行了分析，在通道接受度，decanchantering长度，和发射的辐射的光谱分布。将计算结果与其它理论的预测以及与（110）取向金刚石、硅和锗晶体的数据进行了比较。
2016-11-15 physics.acc-ph
Simulation of Channeling and Radiation of 855 MeV Electrons and Positrons in a Small-Amplitude Short-Period Bent Crystal
本文研究了相对论电子和正电子通过小振幅、短周期周期弯曲的硅晶体时的散射和辐射。通过数值模拟，对不同弯曲幅度下的沟道过程进行了综合分析。的沟道的功能突出，并阐明在分析开发的连续电位近似。计算并讨论了辐射谱。
2016-06-09 physics.acc-ph
Total spectrum of photon emission by an ultra-relativistic positron channeling in a periodically bent crystal
我们提出的沟道和波荡器辐射产生的超相对论正电子沟道沿晶面，这是周期性弯曲的数值计算结果。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。周期性弯曲的晶体用作波荡器。我们研究了普通沟道辐射和波荡器辐射的强度对周期弯曲沟道参数的依赖关系，同时考虑了正电子的去沟道效应。我们证明，有一个范围内的参数，其中波荡器辐射占主导地位的沟道和两种类型的辐射的特征频率是很好地分离。这个结果是重要的，因为波荡器辐射可以用于创建X射线和伽马辐射的可调谐源。
2001-09-18 physics.acc-ph
Simulation of Ultra-Relativistic Electrons and Positrons Channeling in Crystals with MBN Explorer
本文介绍了一个新开发的程序，它是\MBNExplorer程序包\cite{MBN_ExplorerPaper,MBN_ExplorerSite}的一部分，用来模拟超相对论性射弹在晶体介质中的运动轨迹。通过积分相对论性运动方程，并考虑晶体原子与弹丸的相互作用，对弹丸的运动进行了经典处理。引入的概率元素的横向坐标和速度的弹丸在晶体入口处的随机选择，以及通过占由于热振动的原子的随机位置。模拟的轨迹用于发射的辐射的数值分析。通过模拟$\E=6.7$ GeV和$\E=855$ MeV电子和正电子在取向Si（110）晶体和非晶硅中的轨道和辐射，对程序进行了初步的认可和验证。计算的光谱与实验数据和预测的Bethe-Heitler理论的非晶环境进行了比较。
2013-07-25 physics.acc-ph
Positron Channeling in Quasi-Mosaic Bent Crystals: Atomistic Simulations vs. Experiment
本文通过相对论分子动力学模拟研究了530 MeV正电子束被准镶嵌弯曲Si(111)晶体偏转的过程，模拟结果与MAMI实验观测高度吻合，并分析了多种微观过程及对缺乏实验数据的晶体取向进行了预测。
2024-11-11 physics.acc-ph physics.atom-ph
Experimental Determination of the Characteristics of a Positron Source Using Channeling
数值模拟和“原理证明”实验清楚地表明，有兴趣使用晶体作为直线对撞机强正电子源专用的光子发生器。在2000年5月至8月间，利用10 GeV的次级电子束，对轴向取向的厚钨晶体进行了实验研究。在简要回顾了利用定向晶体沟道效应的正电子源的主要特点后，描述了实验装置。特别强调的是由部分浸入磁场中的漂移室制成的正电子探测器。对于入射电子，在4和8 mm的晶体中，在5至40 GeV的能量范围内观察到对准晶体中的光子和正电子产生的增强，如在混合靶中。关于这个实验的第一批结果如下所示。
2000-08-11 physics.acc-ph
Channeling of electrons and positrons in straight and periodically bent diamond(110) crystals
本文对金刚石（110）晶体中电子和正电子的沟道特性进行了系统的数值分析。我们分析了发射的辐射强度对射弹能量以及弯曲振幅的依赖性。提出的分析是基于沟道过程的精确数值模拟的理由。模拟参数，如晶体的晶体取向，厚度和弯曲参数以及射弹的能量，被选择为与过去和正在进行的实验中使用的参数相匹配。辐射光谱中出现的特殊性归因于各种辐射机制的相互作用。所进行的分析可用于预测和解释未来的实验结果。
2019-12-03 physics.acc-ph
Channeling of ultrarelativistic particles in a diamond crystal
本文给出了270 MeV超相对论电子和正电子在金刚石晶体中沟道效应的数值模拟结果。利用MBN Explorer软件包，确定了粒子沿（110）晶面入射到20微米厚晶体上的轨迹。本文计算了直的和周期性弯曲的金刚石晶体的沟道参数和电子、正电子的辐射谱。
2020-04-12 physics.acc-ph physics.atom-ph
Self amplification of channeling radiation at Bragg diffraction conditions
相对论性电子穿过晶格的X射线辐射（在沟道辐射的情况下）需要能量从几十到几百MeV的电子，但有一个缺点：发射的X射线量子数量少。然而，如果电子聚束的电流密度足够高以启动自放大自发发射（SASE）过程，则这种源的亮度可能潜在地增加。本文用一阶微扰理论分析了轴向沟道现象发生的条件。描述了自发向SASE过渡的过程，考虑到晶体介质的周期性结构，确定了启动SASE过程对聚束电流参数的要求。满足布喇格衍射条件可以增强自放大。作为例子，给出了Si、Ge和C晶体中轴向沟道的数值结果。
2019-02-19 physics.acc-ph
Annihilation of Relativistic Positrons in Single Crystal with production of One Photon
能量和动量守恒定律禁止正电子-电子在真空中湮灭，只产生单光子。它可以在真空中产生两个光子，或者在第三体的参与下这个过程是可能的。当一个粒子的横向运动受到束缚或足够不均匀时，情况在一个轻子（例如正电子）以沟道（或准沟道）模式运动的单晶中是不同的。它可以使单光子湮没过程的几率急剧增加。
2015-07-20 cond-mat.other hep-ph physics.acc-ph
Channeling of Positrons through Periodically Bent Crystals: on Feasibility of Crystalline Undulator and Gamma-Laser
本文讨论了超相对论正电子在晶体波荡器中沟道产生的电磁辐射。晶体波荡器是一种晶体，其平面以远大于面间距的幅度周期性地弯曲。建立了晶体波荡器操作要满足的各种条件和标准。介绍了晶体弯曲的不同方法。本文给出了晶体波荡器中发射的自发辐射的光谱分布的数值计算结果，并与自由电子激光类似地讨论了在这种系统中产生受激发射的可能性。一个仔细的文献调查，包括制定在这一领域的所有基本思想。我们的研究表明，该机制提供了一个高能量光子的有效来源，这是值得实验研究。
2004-03-16 physics.acc-ph
Total energy losses due to the radiation in an acoustically based undulator: the undulator and the channeling radiation included
本文研究了超相对论带电粒子在横向声波作用下沿周期性弯曲晶面沟道的辐射能量损失。在这样的系统中，有两种基本机制导致光子发射。第一种是普通的沟道辐射。这种辐射是由于颗粒在通道中的横向振荡运动而产生的。第二种是声致感应辐射。这种辐射是由于声波产生的粒子轨迹的周期性弯曲而发射的。在我们的工作中描述的一般形式主义是适用于计算的总辐射损失占两种辐射机制的贡献。我们分析了这两种机制在不同的振幅和长度的声波和能量的弹丸粒子的相对重要性。我们建立的范围内的弹丸粒子的能量，其中的总能量损失是小的LiH，C，Si，Ge，Fe和W晶体。这一结果对于确定射弹粒子能量区域是重要的，在该区域中可以有效地产生波荡器类型的声感应辐射以及受激光子发射。后者的影响已在我们以前的作品中描述。
2001-09-18 physics.acc-ph
The influence of the dechanneling process on the photon emission by an ultra-relativistc positron channeling in a periodically bent crystal
我们调查，分析和数值计算，退散过程的影响，产生的超相对论正电子沿晶面，这是周期性弯曲通道的波荡器辐射的参数。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。在任何一种情况下，周期性弯曲的晶体用作允许产生X射线和伽马辐射的波荡器。我们提出的计划，准确的定量治疗的辐射存在的dechanadine。该方案包括（i）以退散长度为参数的谱角分布的解析表达式，（ii）正电子在周期性弯曲晶体中退散过程的模拟过程。利用这些，我们计算了5 GeV正电子沟道在Si，Ge和W晶体中的去沟道长度，以及波荡器在宽范围内的光子的光谱角和光谱分布。计算进行了各种参数的通道弯曲。
2001-09-18 physics.acc-ph
Radiation from multi-GeV electrons and positrons in periodically bent silicon crystal
一个周期性弯曲的硅晶体被证明是有效地用于产生高单色辐射的伽马射线能谱范围。一个短周期的小幅度弯曲产生狭窄的波荡器型光谱峰值辐射从多GeV电子和正电子通道通过晶体。基准理论结果的波荡器上得到的模拟沟道与一个完整的原子的方法，在宏观传播距离的弹丸-晶体相互作用。采用MBN Explorer软件包进行中尺度、生物尺度和纳米尺度的分子动力学计算，有助于模拟。超相对论沟道射弹的辐射是在准经典形式下计算的。由于量子反冲的影响被证明是显着突出的伽马射线波荡器辐射。
2014-05-26 physics.acc-ph
Feasibility of an electron-based crystalline undulator
通过超相对论电子在周期性弯曲晶体中的平面沟道效应，证明了在光谱的伽马区域中产生强有力的波荡器型单色辐射的可行性。结果表明，基于电子的晶体波荡器比基于正电子的晶体波荡器工作在更高的束流能量范围内。对50GeV电子在Si中沿（111）晶面的沟道效应进行了数值分析。
2006-11-01 physics.acc-ph
The impact of experimental conditions on the observation of channeling and crystalline undulator radiation
Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, University of Havana (InSTEC-UH)（哈瓦那大学应用技术和高等科学研究院）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；MBN Research Center（MBN研究中心）
本文研究了855 MeV电子在定向钻石异质晶体中发射的辐射，分析了掺杂分布对通道化和晶格undulator辐射的影响，通过MBNExplorer软件模拟并验证了实验结果。
2026-04-30 physics.acc-ph
Electron-based crystalline undulator
我们讨论了一种基于超相对论电子在周期性弯曲晶体中的平面沟道效应的新型晶体波荡器的特性。它表明，基于电子的波荡器是可行的，在几十个GeV的范围内的束能量，这是显着高于能量间隔允许在基于正电子的波荡器。数值分析了20和50 GeV电子在金刚石和硅晶体中沿（111）晶面沟道的波荡器主要参数以及波荡器辐射特性。
2007-01-30 physics.acc-ph
Interplay and specific features of radiation mechanisms of electrons and positrons in crystalline undulators
我们预言了超相对论性正电子和电子在周期性弯曲晶体中辐射的光谱分布随弯曲振幅的变化而发生的特殊变化。结果表明，这些变化对射弹能量敏感，对带负电和带正电的射弹表现不同。我们表明，观察到的功能是由于不同的辐射机制发生在周期性弯曲晶体的相互作用。这些观测结果对于以周期性弯曲晶体为关键元件的新型光源的设计、实际实现和沟道实验具有重要意义。提出的分析是基于沟道过程的精确数值模拟的理由。
2018-10-09 physics.acc-ph
Atomistic modelling of electron propagation and radiation emission in oriented bent ultra-thin Si and Ge crystals
本文利用相对论分子动力学模拟855 MeV电子在取向弯曲超薄硅、锗晶体中的沟道效应和体反射过程，通过与实验角分布和辐射谱对比验证了模型准确性。
2023-09-18 physics.acc-ph
Intensive gamma-ray light sources based on oriented single crystals
本文通过严格数值建模，证明了基于超相对论电子和正电子在定向单晶中沟道现象的强伽马射线光源的可行性，其光子通量显著高于现代激光康普顿光源。
2024-09-27 physics.acc-ph
Volume Reflection and Refraction of Relativistic Particles in Bent Crystals
本文用经典偏转函数研究了正、负相对论粒子在弯曲晶体中的准沟道现象。结果表明，势散射在一个有界的环状势的中心领域可能会产生散射粒子的“反射”和“折射”的分数。对于带正电荷的粒子，主要呈现“反射”部分;同时，我们预测，对于带负电荷的粒子，“折射”部分应该占主导地位。还讨论了“空核”对中心散射的影响。根据晶体的势模型，导出了体积“反射”和“折射”的平均偏转角。计算的平均"反射“角与最近的实验数据\cite{ivanov_2006}符合得令人满意
2007-12-06 physics.acc-ph physics.class-ph
Focusing of Parametric X-ray Radiation from a Bent Crystal
提出了一种产生聚焦参量X射线辐射（PXR）的设想。PXR是由相对论带电粒子沿着弯曲的晶体通道发射的。然后，从弯曲晶体的整个长度发射的PXR将到达焦点。一些属性的聚焦PXR估计典型的实验条件和可能的应用进行了讨论。提出了聚焦PXR的观测实验。
2004-04-29 physics.acc-ph
Relativistic particle incoherent scattering in oriented crystals
粒子被排列的原子弦和取向晶体的平面偏转的相干过程伴随着原子核的非相干散射。虽然轴向或平面平均势所描述的相干粒子偏转在高能量下变得越来越经典，但相对论粒子的非相干散射本质上仍然是量子的。虽然后者提醒散射原子的非晶介质在足够高的动量转移，在最小的非相干散射过程在晶体中经历一些修改的影响，原子分布的不均匀性的平面中，垂直于晶轴或平面。考虑轴向情况作为一个更一般的例子，我们提出了一个一致的理论，高能粒子在定向晶体非相干散射。后者考虑了量子散射性质和原子分布的不均匀性，揭示了散射截面概念的有限适用性。利用最新引入的均方散射角定义，阐述了将量子散射特性引入到广泛使用的经典轨道模拟中的方法。
2020-04-13 physics.acc-ph
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了高能正电子在周期性弯曲晶体中平面沟道时所产生的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了周期性弯曲晶体中平面沟道过程中高能正电子发射的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Bent Crystal Design and Characterization for High-Energy Physics Experiments
本文探讨弯曲晶体作为相对论粒子束波导的物理机制，介绍不同曲率设计、加工与弯曲技术，以及高精度表征方法，以优化其在加速器中的应用。
2024-05-22 hep-ex physics.acc-ph
Production of multi-oriented polarization for relativistic electron beams via a mutable filter for nonlinear Compton scattering
提出一种基于滤片机制的非线性 Compton 散射方案，通过单次碰撞直接产生多方向偏振的相对论电子束，模拟显示在任意横向方向偏振度达62%，纵向达10%，且方案具有鲁棒性。
2022-02-28 physics.acc-ph
Extremely brilliant crystal-based light sources
基于沟道过程的原子尺度数值模拟，计算了通过超相对论带电粒子束照射定向晶体而构建的新型γ射线晶体基光源（CLS）的亮度。在一个典型的案例研究中，计算了目前在SLAC设施可用的10 GeV正电子束在金刚石基晶体波动器LS中发射的辐射的亮度。在10^0 - 10^1 MeV的光子能量范围内，CU辐射的强度大大超过了激光-康普顿散射LS的强度，并且可能高于伽马工厂向CERN提出的建议中的预测，这是传统同步加速器、波动器和XFEL无法达到的。新型CLS的构建是一项具有挑战性的任务，它构成了一个高度跨学科的领域，涉及广泛的相关活动。CLS为传统LS提供了一种低成本的替代方案，并具有许多应用。
2022-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph physics.atom-ph
Simulation of Deflection and Photon Emission of Ultra-Relativistic Electrons and Positrons in a Quasi-Mosaic Bent Silicon Crystal
本研究利用MBN Explorer的相对论分子动力学模块，首次模拟了855 MeV正电子束穿过准马赛克弯曲硅(111)晶体的偏转与辐射特性，对比电子束的实验数据验证方法，预测二者角分布与辐射谱存在显著差异。
2023-12-15 physics.acc-ph physics.atom-ph
MBN Explorer atomistic simulations of 855 MeV electron propagation and radiation emission in oriented silicon bent crystal: theory versus experiment
采用相对论分子动力学方法，对855 MeV电子在弯曲取向硅（111）晶体中的沟道现象进行了精确的计算模拟和数值分析。特别注意的是致力于从轴向沟道制度的平面的晶体旋转过程中相对于入射光束的过渡。详细分析了电子偏转角的分布和辐射的光谱分布。计算结果进行了比较，在MAinzer MIctrotron（MAMI）设施收集的实验数据。
2021-12-20 physics.acc-ph
Atomistic modelling and characterizaion of light sources based on small-amplitude short-period periodically bent crystals
基于超相对论电子和正电子在定向晶体中的沟道现象的伽马射线光源的可行性通过严格的数值模拟来证明，该数值模拟考虑了射弹与晶体环境中所有原子的相互作用，该定向晶体周期性地以小振幅和短周期（SASP）弯曲。给出了10 GeV电子束和正电子束通过金刚石、硅和锗晶体的光谱分布、亮度、光子数和辐射功率的数值数据，并进行了分析。本文中介绍的案例研究是指在SLAC设施的FACET-II光束。结果表明，在GeV光子能量范围内，SASP弯曲引起辐射增强，辐射亮度峰值可达10^{24} photons/s/mrad^2/mm^2/0.1BW。辐射参数可以通过改变弯曲的振幅和周期来调节。
2022-09-06 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.class-ph
Ultra-relativistic electron beams deflection by quasi-mosaic crystals
本文解释了超相对论电子束在定向准镶嵌弯曲晶体（qmBC）中偏转的关键效应。它表明，占特定的几何形状的qmBC和它的取向相对于一个准直的电子束，它的大小和发射度是必不可少的准确定量描述的实验结果，由这样的晶体的光束偏转。在一个典型的案例研究中，详细分析了最近在SLAC设施的实验。开发的方法已经能够理解的特殊性，在测量的偏转电子的分布。这一成果是实现新型伽马射线晶体光源的重要进展，并为该研究领域的理论和实验提出了新的挑战。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph physics.atom-ph
Accurate quantification of lattice temperature dynamics from ultrafast electron diffraction of single-crystal films using dynamical scattering simulations
在超快电子衍射（UED）实验中，要精确地反演时间分辨的结构参数，如原子坐标和热位移参数，需要精确的散射模型。不幸的是，运动学模型往往是不准确的，即使相对论电子探针，特别是对于密集的，定向单晶体中存在强烈的沟道效应和多重散射效应。本文介绍并演示了动态散射模型量身定制的单晶薄膜上进行UED实验的定量分析。作为一个案例研究，我们研究超快激光加热单晶金薄膜。运动学和动力学模型的比较揭示了纳米尺度的薄膜和样品的地形和探针动能依赖的动态散射的强烈影响。应用到UED实验上的11 nm厚的膜，使用750 keV的电子探针脉冲，动力学模型提供了一个可比的运动学模型在匹配测得的UED图案的10倍的改善。此外，检索到的晶格温度上升与基于先前测量的金光学常数的预测非常一致，而拟合Debye-Waller因子检索到的值低三倍以上。总之，这些结果表明动态散射理论的重要性，定量分析的UED和演示模型，可以实际应用于单晶材料和异质结构。
2023-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Compact ultrafast intense LWFA-driven crystal-based source of $γ$-radiation, positrons and neutrons
INFN Ferrara Division（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Gwangju Institute of Science and Technology, Institute for Basic Science（光州科学技术研究院基础科学研究院）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心/法国国家原子能研究所）
提出并模拟一种紧凑型激光驱动源，结合LWFA与取向晶体靶，增强电子束向γ射线、正电子和中子的转换，产额提升约2倍，亮度提升6-8倍，并实现可调谐准单色辐射。
2026-10-01 physics.acc-ph
