MaxKernel: Agentic Kernel Generation for TPUs
Google（谷歌）；Google DeepMind（谷歌DeepMind）
本研究提出面向TPU的多智能体系统MaxKernel，含三种内核开发范式，在JaxBench及真实工作负载上生成的优化内核性能匹配专家基线，已开源。
2026-11-04 cs.AI cs.PF cs.PL
Efficient and Scalable Agentic AI with Heterogeneous Systems
Stanford University（斯坦福大学）；Gimlet Labs Inc.（Gimlet实验室）；Intel（英特尔）
本文提出面向 AI 智能体工作负载的异构系统，通过成本模型、MLIR 编译和动态编排实现执行图优化与端到端 SLA，显著降低 TCO。
2025-07-25 cs.AI cs.DC cs.LG
SparseCraft: Agentic Hardware-Software Co-Optimization for Sparse Computing
International Institute of Information Technology, Hyderabad（海得拉巴国际信息技术学院）
SparseCraft利用语言模型在闭环CHIA循环中协同优化稀疏加速器的软硬件设计，通过迭代编辑RTL、内存和调度，在GraphChallenge稀疏DNN层上实现周期、流量和面积的大幅降低。
2026-11-10 cs.AI cs.AR
Heterogeneous Computing: The Key to Powering the Future of AI Agent Inference
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Microsoft Research（微软研究院）
本文提出运算强度和容量足迹指标，揭示AI代理推理中内存瓶颈问题，并提出异构计算和硬件协同设计以提升大规模AI推理效率。
2026-01-29 cs.AI cs.AR cs.DC
Agentic AI -- Physicist Collaboration in Experimental Particle Physics: A Proof-of-Concept Measurement with LEP Open Data
University of Chicago, Enrico Fermi Institute（芝加哥大学恩里科·费米研究所）；Vanderbilt University（范德堡大学）；Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院核科学实验室）
本文展示了一种利用AI代理对电子-正电子碰撞中的 thrust 分布进行测量的方法，通过迭代贝叶斯展开和蒙特卡罗修正，实现了精确的谱分析，探索了AI在实验和理论计算中的协同作用。
2026-10-20 cs.AI hep-ex hep-ph
Agentic Hybrid RAG for Evidence-Grounded Muon Collider Analysis
Peking University（北京大学）
提出智能混合RAG框架，结合稀疏与稠密检索及智能推理，用于缪子对撞机研究的证据检索与答案生成，构建首个基准并验证其有效性。
2026-09-29 cs.AI cs.CL cs.IR
Brief Introduction to Particle Accelerators
本讲座是对带电粒子加速器的简要介绍。其目的是为读者提供基本的概念和工具，需要描述带电粒子的运动下的引导和聚焦领域的行动，重点是那些方面，是相关的理解和量化加速器真空系统如何影响加速器的性能。尽管重点是电子加速器，特别是用作同步加速器光源的电子存储环，但所描述的大多数概念都适用于更广泛类别的粒子加速器。
2020-06-04 physics.acc-ph
German Beams -- The Story of Particle Accelerators in Germany
本文回顾了德国粒子加速器设施的发展历史，指出其在标准模型建立过程中虽规模较小但贡献重要，补充了美欧大型实验室之外的全球加速器发展图景。
2024-05-06 physics.acc-ph
Neural Networks for Modeling and Control of Particle Accelerators
我们描述了粒子加速器控制的一些挑战，强调了神经网络技术的最新进展，讨论了将神经网络纳入粒子加速器控制系统的一些有前途的途径，并描述了一个基于神经网络的控制系统，该系统正在开发用于费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施的RF电子枪的谐振控制，包括来自基准控制器的初始实验结果。
2016-10-19 physics.acc-ph
Vacuum Acceptance Tests for Particle Accelerator Equipment
粒子加速器的有效和可靠运行与获得和保持所需的超高真空水平密切相关。本文简要介绍了一些通用的要求，需要考虑的组件，需要安装在一个粒子加速器，如设计约束，材料的选择，化学清洗过程中，放气率，和他们可能的缓解。此外，它将讨论在欧洲核子研究中心的加速器复杂的地方，烘烤和未烘烤系统的真空验收测试。
2020-06-18 physics.acc-ph
Fast, efficient and flexible particle accelerator optimisation using densely connected and invertible neural networks
粒子加速器是在各个学科中进行科学探索和发现的工具。然而，由于涉及大量参数和潜在的非线性动态特性，为这些复杂机器找到优化的操作点是一项具有挑战性的任务。在这里，我们介绍了两类数据驱动的代理模型，它们基于深度和可逆的神经网络，可以取代昂贵的物理计算机模型。这些模型采用多目标优化，找到帕累托最优操作点两个根本不同类型的粒子加速器。我们的方法将多目标加速器优化的解决方案的时间减少到640倍，计算成本高达98%。该框架为今后粒子加速器的在线实时多目标优化奠定了基础。
2021-06-30 physics.acc-ph
JuTrack: a Julia package for auto-differentiable accelerator modeling and particle tracking
本文提出Julia语言开发的加速器建模包JuTrack，结合编译器级自动微分实现快速导数计算，有效支持敏感性分析与优化任务，并在空间电荷发射度增长、非线性束流动力学及EIC格点调谐等应用中验证了其有效性。
2024-12-25 physics.acc-ph
Nb3Sn Superconducting Radiofrequency Cavities: a Maturing Technology for Particle Accelerators and Detectors
Nb3Sn超导射频（SRF）腔具有使用于高能物理（HEP）的粒子加速器以及用于暗物质、引力波和其他量子传感应用的基于RF腔的探测器具有新性能能力的巨大潜力。在HEP之外，Nb3Sn SRF腔也可以使核物理，基础能源科学和工业加速器受益。在Snowmass 2021的这篇文章中，我们概述了Nb3Sn SRF腔的潜力，现状和前景。
2022-03-13 physics.acc-ph
Resonant Laser Cooling of Circular Accelerator Beams
研究了相对论带电粒子环形加速器束流的共振激光冷却。结果表明，在给定外加电磁波振幅（小增益自由电子激光）的近似下，带电粒子束的发射度减小。在质量能量单位约为100的粒子能量场中，束流能量损失可以忽略不计。所发现的效应可用于各种加速器中带电粒子束的冷却。通过将冷却装置放置在加速器轨道的适当点中，可以实现显著的冷却速率。考虑了各种情况下的谐振激光冷却。这种带电粒子束冷却方法可以应用于电子和各种相对论重粒子束的圆形加速器，并且与任何其他冷却方法相比，具有显著的约3-4个数量级的冷却时间。
2004-11-01 physics.acc-ph
BDSIM: An Accelerator Tracking Code with Particle-Matter Interactions
束流传输模拟（BDSIM）是一个模拟粒子在粒子加速器中通过的程序。它使用一套标准的高能物理代码（Geant 4，ROOT和CLHEP）来创建一个粒子加速器的计算模型，该模型将精确的加速器跟踪例程与Geant 4中粒子的所有物理过程相结合。这种独特的组合允许在加速器中进行辐射和探测器背景模拟，其中需要在长距离或圆形机器的许多旋转中精确跟踪所有粒子，以及与加速器材料的相互作用。
2020-02-05 physics.acc-ph physics.comp-ph
Long-term future particle accelerators
半个多世纪以来，粒子加速器使高能物理和其他研究领域的前沿研究成为可能。自1939年以来，加速器直接促成了26项诺贝尔物理学奖，以及另外20项诺贝尔化学奖，医学奖和物理学奖。虽然高能物理一直是粒子加速器发展的主要动力，但加速器设施在许多研究和技术领域的应用不断扩大。例如，加速器应用的活跃领域包括治疗癌症的放射疗法、短寿命医用同位素的生产、同步加速器光源、自由电子激光、微电路的光束光刻、薄膜技术和食品的辐射加工。目前，最大和最强大的加速器是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC），它在27公里的高真空环中将质子加速到几TeV的能量。为了超越LHC的最大能力，正在考虑的基于射频加速的下一代圆形和线性粒子对撞机将需要数十亿美元的投资，公里级的基础设施和巨大的功耗。这些因素在资源日益有限的世界上构成严重挑战。因此，重要的是寻找替代和可持续的加速技术。这篇评论文章特别关注新的加速器技术，以克服目前的加速限制，走向更紧凑和具有成本效益的长期未来加速器。
2022-06-17 physics.acc-ph
Uncertainty Aware ML-based surrogate models for particle accelerators: A Study at the Fermilab Booster Accelerator Complex
针对标准深度学习方法在内存、推理成本及分布外不确定性捕获上的局限，本文提出一种包含分布外贡献的校准不确定性预测新方法，并在费米实验室助推器加速器上验证其有效性。
2022-12-11 physics.acc-ph
Beam-driven, Plasma-based Particle Accelerators
本文简要介绍了束流驱动等离子体基粒子加速器--等离子体尾场加速器（PWFA）的一些特性。我们还提到了一些主要的成果，已经取得了自诞生的概念。我们尽可能集中精力研究高能粒子束。
2017-05-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
European Workshop on Photocathodes for Particle Accelerator Applications 2022: Summary Report
本文总结EWPAA 2022研讨会，介绍其定位、组织形式及7个工作组汇集的光电阴极电子源创新思想、挑战与报告要点。
2023-03-22 physics.acc-ph
Quantum Ground State and Minimum Emittance of a Fermionic Particle Beam in a Circular Accelerator
在加速器物理学的通常参数范围内，粒子系综可以被视为经典的。然而，如果我们接近一个区域，其中$ε_xε_yε_s \approx N_{particles} λ_{Compton}^3，那么量子力学相空间的颗粒结构就成为一个问题。特别是，我们必须考虑泡利不相容原理，它将限制费米子束的最小可达发射度。我们计算了这些最低的情况下的群聚和惯性光束在零温度和它们的一阶变化率在有限的温度下的发射度。
2001-07-04 physics.acc-ph
Dominance of Particle Resonances over Parametric Instabilities in High-Intensity Linear Accelerators
本文论证高强度直线加速器中粒子共振对参量不稳定性占主导地位，并提出突破零电流相移σ_o > 90°设计限制的新方法。
2024-01-18 physics.acc-ph
Advanced Control Methods for Particle Accelerators (ACM4PA) 2019 Workshop Report
洛斯阿拉莫斯目前正在开发新的粒子加速器控制和诊断算法，以实现比目前可能的更高质量的光束和更低的光束损失。这次研讨会的目的是考虑各种粒子加速器的调整和优化挑战，包括线性质子加速器，如洛斯阿拉莫斯中子科学中心（LANSCE），环，如先进光子源（APS）同步加速器，自由电子激光（FEL），如直线加速器相干光源（LCLS）和LCLS-II，欧洲X射线自由电子激光（EuXFEL），瑞士自由电子激光，以及计划中的MaRIE FEL和等离子体尾场加速器，如欧洲核子研究中心的FACET、FACET-II和AWAKE。一个主要的挑战是快速创建非常高质量、非常强烈的定制电流和能量轮廓射束的能力，同时与有限的实时非侵入性诊断一起工作，并利用时变的不确定初始射束分布和加速器部件。目前，一些单独的加速器实验室已经开发和应用了自己的诊断工具和自定义控制和机器学习算法，用于自动化机器调整和优化。本次研讨会的目标是汇集一组加速器物理学家和加速器相关的控制和ML专家，以定义哪些控制和诊断对现有和未来的加速器最有用，并制定一个计划，开发一个可以由社区共享和维护的新算法家族。
2020-01-15 physics.acc-ph
Merlin++, a flexible and feature-rich accelerator physics and particle tracking library
Merlin++是一个C++带电粒子跟踪库，用于模拟和分析高能粒子加速器中的复杂束流动力学。粒子动力学的精确模拟和分析是设计新的粒子加速器和优化现有粒子加速器的重要组成部分。Merlin++是一个功能齐全的库，专注于长期跟踪研究。用户可以模拟质子或电子在单个粒子或切片宏观粒子束中的分布。跟踪代码包括直线和曲线坐标系，允许模拟线性或圆形加速器晶格设计，并使用快速和准确的显式辛积分器。已经实施了用于共同设计研究的物理过程，包括RF腔加速、同步辐射阻尼、在线物理孔径检查和准直、质子散射、尾流场模拟和自旋跟踪。Merlin++是使用C++面向对象的设计实践编写的，并已针对多核处理器的速度进行了优化。本文介绍了该程序的说明，包括其功能和使用指南。
2020-11-09 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
Applications of Differentiable Physics Simulations in Particle Accelerator Modeling
当前用于解释粒子束实验测量的物理模型需要简化假设以确保分析的易处理性，或者需要黑盒优化方法来执行基于模型的推断。在测量具有有限可用性的系统中，这降低了从实验测量获得的信息的数量和质量。然而，可微物理建模与机器学习技术相结合，可以克服这些分析限制，实现物理加速器的准确，详细的模型创建。在这里，我们研究两个应用程序的微分建模，第一个表征束响应加速器元件表现出滞后行为，第二个表征束分布在高维相空间。
2022-11-16 physics.acc-ph
Snowmass 21 Discussions on Future Accelerator HEP Facilities
美国粒子物理社区规划演习（又名：Snowmass）每7到9年举办一次，为整个粒子物理学界提供一个讨论论坛，为美国及其国际合作伙伴的粒子物理学未来发展提供科学愿景。Snowmass 21加速器前沿活动包括讨论高能强子和轻子对撞机，中微子研究和超越对撞机的物理学的高强度光束，加速器技术，科学，教育和推广以及核心加速器技术的进展，包括RF，磁铁，目标和来源。在这里，我们总结了Snowmass 21关于未来HEP加速器设施的讨论。
2022-08-19 physics.acc-ph
Reducing parasitic resonances in particle accelerators components by broadband Higher Order Mode couplers
在粒子加速器部件中，必须减小寄生谐振，因为它们使设备升温并引起束流不稳定。在本文中，高阶模（HOM）耦合器的设计和特性的方法，以减少这种谐振在一个宽的带宽提出。一个案例研究被认为是一个特定的组件，称为QuattroTank，显示几何不连续性，从而导致显着的电磁共振。数值仿真和实验仿真结果证明了该方法能够有效地降低谐振峰和$Q因子。
2018-11-20 physics.acc-ph
Potential of non-conventional superconductors for particle accelerator cavities
针对铌与氦成本上升的问题，本文研究铌以外超导体用于SRF腔体的潜力，重点分析迈斯纳态下热激发准粒子导致的微波损耗机制。
2024-04-04 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Simulations of Future Particle Accelerators: Issues and Mitigations
对粒子加速器性能的要求越来越高，这就要求对粒子加速器进行更全面的建模。计算机模拟是粒子加速器成功的关键。粒子加速器的许多方面在某些时候依赖于计算机建模，有时需要复杂的模拟工具和大规模并行超级计算。例子包括在极端强度和密度（接近量子简并极限）下的光束建模，以及超精细控制（下至单个粒子的水平）。在未来，自适应调谐模型也可能依赖于提供超出现有诊断的分辨率的光束测量。许多时间和精力已经投入到创建加速器软件工具中，其中一些非常成功。然而，也有缺点，如现有的软件一般不能很容易地修改，以满足不断变化的仿真需求。在本文中，可能的缓解策略所面临的加速器社区，因为它努力产生更好，更全面的建模工具的问题进行了讨论。这包括代码开发人员之间缺乏协调，缺乏使代码可移植和/或可重用的标准，缺乏文档等。
2021-08-25 physics.acc-ph
Large Language Models for Human-Machine Collaborative Particle Accelerator Tuning through Natural Language
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所）；Hamburg University of Technology（汉堡工业大学）；Universität Hamburg（汉堡大学）
本研究提出用大语言模型实现粒子加速器自主调谐，仅靠自然语言提示即可完成子系统调谐，性能对标贝叶斯优化等先进算法，有望加速自主调谐算法在加速器运维中的落地。
2024-05-14 cs.AI cs.CL cs.LG
Synthesizing Particle-in-Cell Simulations Through Learning and GPU Computing for Hybrid Particle Accelerator Beamlines
本文提出并实现了一种完全GPU加速的数据驱动代理模拟工作流，利用高保真粒子云网格模拟数据和机器学习方法，为混合粒子加速器束线提供快速且无近似的端到端建模能力。
2024-04-30 physics.acc-ph physics.comp-ph
Opportunities in Machine Learning for Particle Accelerators
机器学习（ML）是人工智能的一个子领域。这个术语广泛地应用于从原始数据而不是先验模型训练系统的计算算法和技术的集合。ML技术现在在技术上已经足够成熟，可以应用于粒子加速器，我们预计ML将成为一种越来越有价值的工具，以满足对束流能量、亮度和稳定性的新需求。本白皮书的目的是对加速器科学和操作中的问题进行高层次的介绍，其中结合基于ML的方法可能会带来显着的好处。我们审查ML技术目前正在研究粒子加速器设施，我们特别强调积极的研究工作和有前途的探索性成果。我们还确定新的应用程序，并讨论其可行性，以及所需的数据和基础设施战略。最后，我们为实验室管理人员和管理人员提供了一套指导方针和建议，强调了成功采用这项技术的后勤和技术要求。本白皮书也是最近在SLAC举行的关于粒子加速器ML的研讨会的讨论摘要。
2018-11-07 physics.acc-ph
Accelerator Technology for the Mankind
粒子加速器技术是一项共性技术，它几乎是所有科学技术领域发展的火车头。根据美国能源部的说法：“加速器支撑着科学办公室的每一项活动，并且越来越多地支撑着整个科学事业。从生物学到医学，从材料到冶金，从基本粒子到宇宙，加速器提供的微观信息构成了科学理解和应用的基础。地面和卫星观测站与粒子加速器的结合将促进我们对世界、银河系、宇宙和我们自己的理解。“正因为如此，加速器技术应该在世界各地普及。现有的情况表明，世界上有很大一部分地区，即南部和中东，在加速器技术方面比较落后。教科文组织已认识到这一不足，并在中东，即约旦启动了SEECOND项目。土耳其加速器综合体（TAC）项目是一个更全面和雄心勃勃的项目，从它的角度来看，包括光源，粒子物理实验和质子和次级束应用。现阶段，TAC项目包括：直线加速器-环型魅力工厂同步加速器光源基于正电子环自由电子激光基于电子直线加速器GeV级质子加速器TAC-Test Facility。本文第一部分介绍了世界上粒子加速器的概况。第二部分论述了TAC提案的现状。
2006-11-07 physics.acc-ph
Accurate and efficient spin integration for particle accelerators
精确的自旋跟踪是理解粒子加速器中自旋动力学的有价值的工具，并且可以帮助提高加速器的性能。在本文中，我们提出了一个详细的讨论自旋跟踪代码gpuSpinTrack中的积分器。我们已经实现了轨道积分器的基础上漂移踢，弯曲踢，矩阵踢分裂。在轨道积分器之上，我们已经实现了自旋运动的各种积分器。这些积分器使用四元数和Romberg求积来加速自旋旋转的计算和收敛。我们评估他们的性能和准确性，在定量的细节，为个别元素，以及为整个RHIC晶格。我们利用自旋跟踪固有的数据并行性来加速我们在图形处理单元上的算法。
2015-01-14 physics.acc-ph
Swedish Beams -- The Story of Particle Accelerators in Sweden
本文回顾瑞典粒子加速器设施的发展历史，指出其在20世纪50年代初曾拥有欧洲能量最高的回旋加速器，展现小型国家实验室的重要贡献。
2024-04-10 physics.acc-ph physics.hist-ph
Introduction to Particle Accelerators and their Limitations
本文概述了粒子加速器的原理及其历史发展。在介绍了基本概念之后，主要重点是概述现代储存环的布局，并讨论它们在能量和机器性能方面的局限性。现有机器的例子，其中包括欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC），展示了粒子对撞机的基本原理以及我们在设计和操作粒子对撞机时面临的技术和物理限制。对更高能量束的推动推动了未来对撞机的设计以及更有效加速技术的发展。
2017-05-26 physics.acc-ph
Field calculations, single-particle tracking, and beam dynamics with space charge in the electron lens for the Fermilab Integrable Optics Test Accelerator
费米实验室可积光学测试加速器计划的电子透镜作为一个非线性元件的可积动力学，作为一个电子冷却器，并作为一个电子陷阱，研究环中的空间电荷补偿。介绍了非线性可积光学的主要设计原则和约束条件。一个磁配置的环形部分的磁通量和布局。单粒子跟踪被用来优化电子路径。高强度下的电子束动力学是用粒子单元代码来计算的，以估计电流极限、轮廓失真以及对循环束的影响。在结论中，我们总结了主要的研究结果，并列出了进一步工作的方向。
2015-11-14 physics.acc-ph
Development of a Virtual EM Detector for the Advanced Particle Accelerator Modeling Code WarpX
在物理学研究中，粒子加速器是极有价值的，而且是非常昂贵的技术仪器。粒子加速器的高成本是由于使用射频腔体将粒子加速到高能量所需的巨大长度。激光驱动粒子加速是当前一个很有前途的研究领域，它有可能使粒子加速器的尺寸、成本和能耗降低几个数量级。为了理解和控制粒子在等离子体中的加速，研究人员一直在开发计算模型来模拟加速环境。在这些模型中，计算科学家引入了虚拟诊断，作为实验检测器的数字并行。使用WarpX \cite{Vay:2021}，一个先进的粒子在细胞的代码，模拟激光驱动的粒子加速，我们已经开发了一个虚拟诊断测量电磁辐射。这种辐射可以例如由散射和透射的激光束产生。该\textit{FieldProbe}诊断测量沿指定几何结构（线或平面）的一点或所有点处电场和磁场的单个场分量。此诊断程序使用消息传递接口（MPI）进行GPU加速和并行化，因此可以在NERSC等高性能计算中心上运行。
2022-10-24 physics.acc-ph
Detecting chaos in particle accelerators through the frequency map analysis method
在粒子加速器中，束流的运动受到大量非线性效应的支配，这些非线性效应会增强束流的混沌运动并限制其性能。应用先进的非线性动力学方法来检测和校正这些效应，从而增加射束稳定性的区域，在加速器设计阶段以及它们的操作过程中起着至关重要的作用。在描述了非线性效应的本质及其对不同类型粒子加速器性能参数的影响之后，概述了粒子非线性运动的理论。本文详细介绍了用于分析混沌光束运动的各种方法的最新进展。特别是，频率图分析方法检测混沌运动和指导非线性效应的校正的能力被证明在粒子跟踪模拟，但也实验数据。
2014-06-05 nlin.CD physics.acc-ph
Radio frequency for particle accelerators: evolution and anatomy of a technology
本入门讲座概述了射频技术的令人印象深刻的进步，从第一台台式设备到目前的巨大装置。83年演变的结果随后提交给解剖分析，这使得能够识别现代射频系统的主要组件及其相互关系。
2012-01-11 physics.acc-ph
Introduction to Particle Accelerators and their Limitations
本文简要概述了粒子加速器的原理、发展历史和典型的性能限制。在介绍了基本概念之后，主要重点是概述现代储存环的布局及其在能量和机器性能方面的限制。现有机器的例子-其中显然是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机-展示了我们今天在设计和操作这些粒子对撞机时所面临的基本原理和技术和物理限制。推动更高的光束能量激发了未来对撞机研究的设计，以及更有效的加速技术的发展。
2020-07-07 physics.acc-ph
openSE: A Systems engineering framework particularly suited to particle accelerator studies and development projects
粒子加速器项目与工业项目有许多共同特征。然而，经验表明，工业项目管理的最佳做法并不总是很适合粒子加速器项目。主要的区别包括所涉及的技术的数量和复杂性，协作工作的重要性，可能持续十多年的开发阶段，以及远程机器人和远程处理的重要性，以解决未来由于感应辐射引起的预防和纠正性维护要求，仅举几例。openSE框架是一个系统工程和项目管理框架，专门为科学设施的系统和设备研究和开发项目而设计。项目管理、系统和需求工程、遥控机器人和远程处理以及辐射安全管理方面的最佳做法被用作灵感来源，同时还分析了欧洲核研究组织、地球科学倡议和欧洲航天局调查的现行做法。
2018-01-05 physics.acc-ph
Turn-Key Constrained Parameter Space Exploration for Particle Accelerators Using Bayesian Active Learning
粒子加速器是化学、生物和物理科学中的宝贵发现引擎。在进行基于加速器的实验时，表征加速束对加速器输入参数的响应通常是第一步。目前使用的表征技术，如网格状参数采样扫描，变得不切实际时，扩展到更高的维度输入空间，当复杂的测量约束条件，或有关光束响应的先验信息是已知的是稀缺的。在这项工作中，我们描述了流行的贝叶斯优化算法，这使得一个交钥匙探索算法，取代参数扫描，并最大限度地减少测量的行为和相关的测量约束所需的先验信息的适应。我们的实验表明，我们的算法自主进行自适应，多参数的输入参数空间的探索，同时导航高度约束，单发光束相空间测量。除了在基于加速器的科学实验中的应用外，该算法还解决了许多科学学科共同面临的挑战，因此适用于在广泛的研究主题中自主进行实验。
2021-06-17 physics.acc-ph
Review of Time Series Forecasting Methods and Their Applications to Particle Accelerators
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Paul Scherrer Institute（保罗·谢勒研究所）
粒子加速器是一种复杂的设备，它产生大量结构化数据，并具有明确的优化目标以及精确定义的控制要求。因此，它们自然适合数据驱动的研究方法。来自加速器内部的传感器和监视器的数据形成多变量时间序列。随着快速抢占式方法在加速器控制和诊断中的高度优先选择，数据驱动的时间序列预测方法的应用特别有前途。本文综述了时间序列预测问题，并总结了现有的模型在各个科学领域的应用。介绍了粒子加速器领域目前和未来的几种尝试。时间序列预测在粒子加速器中的应用已经显示出令人鼓舞的结果和更广泛应用的前景，并且已经开始解决诸如数据一致性和兼容性之类的现有问题。
2022-09-21 cs.LG physics.acc-ph physics.data-an
Equivalent circuit modelling as a design tool for particle accelerator RF components
本文提出了一种系统生成和利用粒子加速器射频组件等效电路的方法，通过四个示例验证，并提供了元件值、分解策略及应用列表。
2025-07-08 physics.acc-ph
Magnetic control of particle-injection in plasma based accelerators
利用一个外部横向磁场来触发和控制激光和粒子束驱动尾场加速器中的电子自注入，通过分析和全尺寸粒子模拟来研究。磁场可以放宽注入阈值，并且可以用于控制与等离子体吹出相关联的离子通道中的主要输出束特征，例如电荷、能量和横向动力学。结果表明，这种机制可以研究使用国家的最先进的磁场在下一代等离子体加速器实验。
2011-07-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Superconductivity in particle accelerators
本文转录了2023年JUAS讲座，旨在为非材料科学专家的物理学家介绍超导材料在粒子加速器中如何定制与选择，并计划于2024年出版精简版。
2023-10-13 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
On the derivation of Amplitude Detuning and Chromaticity Formulas for Particle Accelerators
本说明旨在提供一个完整的和可理解的推导的贡献幅度失谐在一阶从多极到十二极顺序。此外，文中还对下馈原理进行了探讨，并给出了实例。AC偶极的影响也包括在振幅失谐中。推导从非常基本的原理和数学推导开始，如泰勒和二项式展开在注释的开头给出。
2023-01-22 physics.acc-ph
Experimental Demonstration of a Two-Dimensional Nonlinear Integrable System in a Particle Accelerator
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Consortium for Advanced Science and Technology (CASE), University of Chicago（芝加哥大学先进科学技术联盟）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Northern Illinois University（北伊利诺伊大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
在费米实验室可积光学测试加速器上，通过插入特殊非线性磁体实现二维非线性可积系统，测量电子束相关参数表征系统，结果与理论相符，还观察到分岔，此研究为粒子加速器设计和粒子束稳定开辟新途径。
2026-07-27 physics.acc-ph
First Steps Toward Incorporating Image Based Diagnostics Into Particle Accelerator Control Systems Using Convolutional Neural Networks
目前，各种基于图像的诊断被用于粒子加速器系统中。通常情况下，这些都是由人类操作员查看，然后对机器进行适当的调整。鉴于最近在使用卷积神经网络（CNN）进行图像处理方面的进展，应该可以在控制例程（基于NN或其他）中直接使用图像诊断。这对于可以在射束操作期间连续运行的非拦截诊断特别有吸引力。在这里，我们展示了实现这样的控制器的第一步的结果：我们训练的CNN可以预测多个模拟下游光束参数在费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施的低能量光束线使用模拟虚拟阴极激光图像，枪相位和螺线管强度。
2016-12-16 physics.acc-ph
Planning the Future of U.S. Particle Physics (Snowmass 2013): Chapter 6: Accelerator Capabilities
这些报告介绍了APS粒子和场分部2013年社区夏季研究的结果（“Snowmass 2013”）关于美国粒子物理学未来计划的第6章，关于加速器能力，讨论了加速器技术的未来进展，包括高能强子和轻子对撞机，高强度束，电子离子对撞机，以及未来加速器技术的必要研发。
2014-01-23 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Symplectic Particle Tracking in a Thick Nonlinear McMillan Lens for the Fermilab Integrable Optics Test Accelerator (IOTA)
由于系统的可积性，McMillan系统是一种在不减小光束动态孔径的情况下增加光束调谐扩展的新方法。虽然理想的系统是基于一个无限薄的踢，物理设计需要一个厚的电子透镜，包括螺线管。由于循环光束上的力的性质，通过透镜的粒子传输很难模拟。本文用吉田方法导出的辛积分器精确模拟了螺线管中的厚麦克米兰透镜。
2022-09-01 physics.acc-ph
Plasma Wake Accelerators: Introduction and Historical Overview
由于粒子加速器的使用，关于物质和能量本质的基本问题已经找到了答案。社会应用，如癌症治疗或癌症成像，说明了加速器在我们当前生活中的影响。今天，加速器使用金属腔，其维持的电场值限于约100 MV/m。由于其支持极端加速梯度的能力，等离子体介质最近被提议用于未来的腔状加速结构。这一贡献突出了由激光或粒子束驱动的等离子体加速器的巨大发展，这些加速器允许产生具有一定程度的可调谐性和一组参数的高质量粒子束，这些参数使它们非常适合于许多应用。
2017-05-30 physics.acc-ph
Applications of Particle Accelerators
本讲座介绍全球粒子加速器多应用于非粒子物理领域的现状，涵盖其在多领域的用途及不同规模的技术，并探讨其社会应用面临的挑战。
2024-07-14 physics.acc-ph physics.soc-ph
