Simulation of Beam-Beam Effects in $e^+e^-$ Storage Rings
本文采用新开发的粒子模拟程序对PEP-Ⅱ非对称对撞机的束-束效应进行了研究。在很大的束流范围内，模拟亮度与实测亮度的一致性在10%以内。模拟了有和没有透明对称的相干偶极振荡谱。即使在大的光束-光束参数下，相干$π$模的模拟调谐偏移也与线性化的Vlasov理论一致。相干偶极子的Poicare映射用于识别束-束共振。
2001-04-05 physics.acc-ph
Summary of the Working Group on 'Beam-Beam Experience in Hadron Colliders'
在“强子对撞机中的束-束经验”会议期间有四个报告，报告了SPS [1]，Tevatron [2]，RHIC [3]和HERA [4]中的束-束观察。发言后进行了讨论。下面我们总结了主要的观察结果、发现和结果。
2014-10-14 physics.acc-ph
Simulation of Beam-Beam Effects and Tevatron Experience
Tevatron中碰撞束团的电磁相互作用效应在束流动力学中有各种表现，为模拟模型和工具的开发提供了巨大的机会。本文描述了强子对撞机中弱-强束-束效应的计算机模拟程序。我们报告对撞机的操作经验相关的光束相互作用，解释限制对撞机性能的主要影响，并与模拟的观测和测量结果进行比较。
2012-10-25 physics.acc-ph
Results from a Prototype Permanent Magnet Dipole-Quadrupole Hybrid for the PEP-II B-Factory
我们描述了一个原型混合永磁体偶极子和四极的建设。磁体由两个长5 cm的SmCo磁性材料同心环组成。外环由组装成Halbach偶极子的16个均匀磁化块制成，内环具有以类似方式定向的32个块，以便产生四倍场。由此产生的叠加场是一个偏移的四重场，这使我们能够将场集中在PEPII B工厂相互作用区域的高能束上。偶极块被胶合到外部支撑环的内表面，并且四极块被保持在夹具中，该夹具允许在用环氧树脂灌封整个组件之前对块进行径向调整。一个广泛的计算机模型的磁铁已经取得了这个模型，我们开发了一个调谐算法，使我们能够大大减少n=3-17谐波的磁铁。
2001-10-31 physics.acc-ph
Compensation of beam-beam and space-charge effects: experience to-date and near-future opportunities
束-束相互作用和空间电荷效应属于束物理学中最长期存在的问题，即使在今天，经过几十年的积极探索和对策的发展，它们仍然对加速器设施的性能构成最深刻的限制。在这篇简短的评论中，我们考虑了过去积极补偿这些效应的经验，以及在不久的将来进一步探索的可能的新方案，特别是在电子-离子对撞机研发的框架内。
2014-09-05 physics.acc-ph
Lattice with Smaller Momentum Compaction Factor for PEP-II High Energy Ring
目前，PEP-Ⅱ束团长度和相互作用点（IP）处的垂直β函数的大小大致相同。为了增加亮度，计划逐步减少IP beta功能。为了获得最大的效果，还必须减小聚束长度，以最大限度地减少IP处沙漏效应引起的亮度损失。减小束团长度的方法之一是减小动量压缩因子。本文讨论了高能环的一种晶格方案，其中四个弧中的标称60度单元被90度单元取代，以减少30%的动量压缩因子和16%的束团长度。在90度单元中增加的聚焦由于减小的色散和较大的色度而导致40%更强的弧四极和150%更强的弧六极。跟踪模拟预测，该晶格的动态孔径将超过10倍的RMS大小的完全耦合光束的水平发射度为30 nm和IP β函数为1厘米。晶格修改和模拟结果。
2003-05-20 physics.acc-ph
Implementation and experience with luminosity levelling with offset beam
自2011年以来，使用偏置光束进行光度调平的做法已被用作LHC的常规操作。本文件将介绍该系统是如何实施的，以及该系统的运作经验。
2014-10-14 physics.acc-ph
Polarized positron production at MeV electron accelerators
极化正电子的极化电子（PEPPo）实验已经证明了由极化电子束的韧致辐射在高- $Z$靶中产生的从电子到正电子的极化的有效转移。在初始电子束动量为8.19MeV/ $c$的条件下，测量到的正电子极化率高达82%，只受电子束极化率的限制。结合极化电子源的高强度和高极化性能，该技术将有效的极化正电子能力从GeV扩展到MeV电子加速器。本演示回顾了PEPPo原理验证实验，并讨论了未来应用的前景。
2017-11-27 physics.acc-ph physics.atom-ph
Tevatron Beam Halo Collimation System: Design, Operational Experience and New Methods
质子束和反质子束在Tevatron对撞机中的准直是为了保护CDF和D0探测器并使其本底率最小化，保持超导磁体的辐照处于控制之下，保持长期运行的可靠性，并减少束流感应辐射对环境的影响。本文简要介绍了对撞机准直系统的设计、实际实现和性能，控制横向和纵向束晕的方法，以及在Tevatron上测试的两种新的准直技术。
2012-05-02 physics.acc-ph
Long Range Beam-beam Effects in the LHC
我们报告的经验与远程束-束效应在大型强子对撞机，在专门的研究，以及从操作的经验。在可能的情况下，我们将观察结果与预期进行比较。
2014-10-09 physics.acc-ph
Experience With Machine Protection Systems At PIP2IT
PIP-II注入器测试1 PIP 2 IT设施加速器于2014年$-$ 2021分多个阶段组装，以测试正在费米实验室建造的未来PIPII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。为了保护光束线的元件，实施并调试了机器保护系统MPS。当检测到过度射束损失时，射束中断速度超过10 $μ$ s。介绍了PIP 2 IT的MPS结构、损失检测方法、束流中断程序和运行经验。
2022-09-08 physics.acc-ph
High-power targets: experience and R&D for 2 MW
高能粒子产生靶是未来中微子和其他稀有粒子束的关键要素。费米实验室计划用2.3兆瓦的质子束产生一束中微子（LBNE）（X项目）。任何固体目标都不可能在这样的环境中存活很长一段时间-许多材料都无法在单个光束脉冲中存活。我们正在利用我们以前的中微子和反质子生产目标的经验，以及一系列新的研发测试，设计一个目标，具有足够的生存能力，这条光束线。考虑的问题是热冲击（应力波），散热，辐射损伤，辐射加速腐蚀效应，物理/几何优化和剩余辐射。
2012-08-13 physics.acc-ph
Experiences with the Fermilab HINS 325 MHz RFQ
费米实验室高强度中微子源计划已经建造并调试了一个脉冲325 MHz的中微子源。该加速器已成功地加速了质子束在加速器设计的射频功率。经验遇到的条件反射，包括症状和原因的失控失谐问题，和第一束结果首次报道。
2012-02-07 physics.acc-ph
Calibration of CMS calorimeters with LHC proton beam deflected by crystal
提出了用LHC束流对CMS强子量能器进行现场刻度的方法。模拟结果表明，弯曲晶体沟道技术在LHC上是可行的，并报告了IHEP Protvino在1994-2004年的10年实验中将70 GeV质子弯曲9度（150 mrad）的经验。提出了基于仿真和以往经验的校准方案的实际实现。
2005-08-27 physics.acc-ph
Pulsed Beam Tests at the SANAEM RFQ Beamline
位于安卡拉的土耳其原子能管理局Saraykoy核研究和培训中心（SNRTC-SANAEM）开发了一条质子束线，该束线由电感耦合等离子体（ICP）源、两个螺线管磁体、两个转向器磁体和一个射频四极杆组成。2016年第四季度，在光束线上安装了激光器。成功地完成了射频电源和射频传输线的大功率测试。最近进行了高功率RF调节处理。13.56 MHz ICP源在两种不同的条件下进行了测试，CW和脉冲。质子束的表征是用ACCT、法拉第杯和胡椒罐发射度计完成的。在LEBT的两个半导体之间测量束流横向发射度。然后，通过使用计算机模拟在RFQ的入口处重建测量的束流，以确定用于束流接受匹配的最佳螺线管电流。本文将介绍在SANAEM激光束线上进行的脉冲束实验结果。此外，还将讨论高功率射频调节的微波炉。
2017-06-21 physics.acc-ph
Status Report and Future Plans for the PEP-II B Factory
自1999年夏天以来，SLAC的PEP-II B工厂一直在使用BABAR探测器。在2000年10月31日的运行结束时，峰电流和亮度稳步上升。到那时，0.75 A的电子（设计电流）与1.4 A的正电子在657束中发生常规碰撞，产生2.6E33 cm^{-2} s^{-1}的峰值亮度。我们交付的积分亮度高达每天184/pb和每周1033; BABAR记录的总光度为25/fb。在运行结束时，三天的机器开发将峰值亮度提高到3.29E33，超过了3.0的设计目标。BABAR随后记录了一个小时的数据，从3.20的峰值开始。接下来，我们实现了正电子电流的设计值，2.14 A，在没有碰撞的情况下运行。主要的限制是由于电子云和多重碰撞，低能环（LER）中正电子束的尺寸增长。由于电弧受益于前室和低二次发射的TiN涂层，我们的努力集中在直道上，在那里我们添加了螺线管绕组。每一个直的伤口允许更高的LER电流没有吹胀，和随之而来的亮度增加。对一束束光的测量表明，这种效应在训练中的第十束光时变得很明显，但在一个短的间隙后就消失了。因此，仔细控制填充图案对于提高亮度至关重要。在2001年2月开始的运行中，我们增加了第三个LER RF站，以与更多的LER电流和更多的聚束碰撞，并试图将beta_x* 从50厘米减少到35厘米，目标是在年底达到5E 33的光度。在2003年，我们计划增设第四个LER和第六个HER R…
2001-04-13 physics.acc-ph
Experience with Long-pulse Operation of the PIP2IT Warm Front End
PIP 2 IT加速器的热前端由一个15 mA DC、30 keV的H离子源、一条2 m长的低能束流传输（LEBT）线和一条2.1 MeV、162.5 MHz的CW束流传输线组成，随后是一条10 m长的中能束流传输（MEBT）线。调试工作的一部分涉及使用平均束流功率运行，模拟拟议的PIP-II加速器的运行，其占空因数为1.1%或以上。最大功率为5 kW（2.1 MeV x 5 mA x 25 ms x 20 Hz）。本文介绍了克服的困难和一些已实施的解决方案。
2019-12-06 physics.acc-ph
An Alternate Ring-Ring Design for eRHIC
本文介绍了BNL基于RHIC的极化电子-离子对撞机eRHIC的一种新的环-环设计。这种替代的eRHIC设计利用高重复率碰撞束，并且可能能够提供性能以满足科学计划的要求，同时具有低技术风险和适度的加速器研发。预期的性能包括多个碰撞点的高亮度和宽CM能量范围，每个探测器的最大值高达2x10^34 cm-2s-1，碰撞电子和轻离子束的极化率高于70%。这种新的设计要求重新使用美国退役的设施，即PEP-II高能环和SLAC暖直线加速器的一部分作为全能量电子注入器。
2015-02-26 physics.acc-ph
Evaluation of a High-Power Target Design for Positron Production at CEBAF
本文评估了 CEBAF 极化正电子源中 4 mm 厚旋转钨靶在水冷铜盘上的高功率设计，结合 ANSYS 热力学分析与 FLUKA 辐射损伤评估验证其可行性。
2023-09-24 physics.acc-ph
RFQ Parameter Choice by Multi-Parameter Optimization
加速器实验室的专家们积累了丰富的设计经验。然而，高功率，高能量连续波直线加速器的设计（例如，ADT应用）的新任务最近出现。这样的加速器实际上必须没有束流损失。这一主要条件对每个直线加速器部件输入端的束流质量提出了更严格的要求。在上述加速器中，由于束流作为起始部分，束流的高质量要求主要与束流有关。这意味着必须用新的方法和手段来丰富现有的设计经验
2000-08-09 physics.acc-ph
Commissioning experience and beam physics measurements at the SwissFEL Injector Test Facility
2010年至2014年期间，瑞士自由电子激光注入器测试设施在Paul Scherrer研究所运行，作为开发和实现瑞士自由电子激光的试验工厂和测试平台，瑞士自由电子激光是同一研究所正在建设的X射线自由电子激光设施。该测试设备包括一个激光驱动的射频电子枪，其次是一个S波段助推器直线加速器，磁聚束压缩弯道和诊断部分，包括一个横向偏转射频腔。它以10 Hz的重复频率提供高达200 pC电荷和高达250 MeV束能量的电子束。在试验设施上进行的测量不仅证明了驱动自由电子激光设施第一级所需的束流参数，而且还导致了仪器技术、束流表征方法以及超低发射度束流的产生、传输和压缩方面的重大进展。我们给出了一个全面的概述的调试经验的主要子系统和光束物理测量的操作过程中进行的测试设施，包括在真空中的波荡器原型产生的辐射在真空紫外和光学范围内的测试结果。
2016-10-27 physics.acc-ph
Operating experience with electron cloud clearing electrodes at DAFNE
DAFNE正负电子对撞机目前运行期间，在正电子环的所有偶极磁体和摆动磁体中插入了抑制电子云的特殊电极。在本文中，我们将讨论这些电极对束流动力学和整体对撞机性能的影响。特别是，我们报告的测量结果，如电子云不稳定性的增长率，横向束流尺寸的变化，沿束流训练等的调谐偏移与电极打开和关闭，清楚地表明电子云抑制的电极的有效性。
2013-06-25 physics.acc-ph
Accelerator System Design, Injection, Extraction and Beam-Material Interaction: Working Group C Summary Report
高能束流加速器的性能在很大程度上取决于适当的注入、加速和引出系统设计以及处理束流与机器部件相互作用的方式。以往ICFA高亮度光束研讨会的经验证明，将这些问题的分析和讨论集中在一个小组中是非常有益的。在2012年HB讲习班的C工作组会议上提出并讨论了广泛的议题。本报告简要介绍了会谈要点、未决问题以及未来工作的计划和建议。
2014-08-29 physics.acc-ph
Some Experiences on BEPCII SRF System Operation
北京正负电子对撞机（BEPCII）升级工程的超导射频（SRF）系统已运行近8年。SRF系统在设计束流为910 mA的条件下成功实现了电子和正电子的加速，并于2014年4月实现了860 mA（电子）*910 mA（正电子）的高束流强度对撞。在运行过程中遇到了许多问题，其中有些问题已经解决，有些问题仍然没有解决。本文将介绍BEPCII SRF系统运行中的一些经验，包括症状、原因和解决办法。
2014-11-19 hep-ex physics.acc-ph
Operational experience of ALBA's Digital LLRF at SOLARIS Light Source
为了控制安装在Solaris储存环光源中的RF腔，从运行开始就需要数字低水平RF（dLLRF）系统。由于新建设施没有专业知识，并且由于资金截止日期而没有时间进行开发，因此根据MAXIV的选择，Alba几乎实施了交钥匙dLLRF。由于dLLRF的高度灵活性，在与辅助系统的接口和参数设置方面只需要很小的调整。本文总结了该dLLRF的安装、调试、入门级用户的学习曲线、束流运行和未来升级等方面的运行经验。
2018-03-23 physics.acc-ph
Analysis of GSI HADES beamline configuration space
GSI校园高能束流传输系统是一个由SIS18同步加速器与多个实验站和储存环之间的相互连接的束线组成的复杂系统。该系统设计灵活，每个实验站可以通过多个光路到达。四极设置必须满足由于束线接受，安装的磁铁和实验要求的限制的约束。自由度的数量很大，并且给操作者留下了大量可能的光学配置。特定配置的选择通常是一个妥协的问题，非常具体的要求，操作经验和个人风格。一旦找到了一个令人满意的配置，可能的解决方案的空间通常不会进一步探索。在这里，蒙特卡罗方法被用来探测所有可能的光束线光学配置的空间。重点是在一个特定的部分，HADES光束线，因为这是最苛刻的线之一，由于实验所需的高光束强度。所提出的分析给出了可能的设置，洞察光束线的潜力和灵活性的概述，并支持选择一个最佳的操作设置。
2020-02-11 physics.acc-ph
Low-energy Ion Beam Diagnostics: An Integrated Solution
本文介绍KAHVELab为800 MHz RFQ注入器设计的集成低能束流诊断站MBOX，包含法拉第杯、闪烁体屏和胡椒罐板等自制工具，用于测量质子束流强、剖面和发射度，并将实测结果与模拟预测进行对比验证。
2023-07-05 hep-ex physics.acc-ph
Experiences with permanent magnets at the Fermilab recycler ring
为了在运行II中获得更高的亮度，在主注入器隧道中建造了一个单独的反质子储存环。为了降低建造和操作成本，使用了永磁体。本文讨论了设计准则和技术指标，包括温度依赖性，纵向均匀性，和调整的高次谐波的磁铁。储存环的设计公差比单程束线的设计公差更严格。每个磁体的测量中心场与理想中心场之间的差异保持在优于0.1%。所有磁体的温度稳定性设定为每摄氏度优于0.01%。相对于中心场的高阶谐波被设置为小于0.01%。这是对所有484个制造的永磁体进行的。
2012-09-19 physics.acc-ph
Channeling as a method of making nanosized beams of particles
弯曲晶格中的粒子通道导致了一种有效的仪器，用于加速器中的光束转向，从MeV到TeV的能量。特别是，高能质子到微米尺寸的晶体聚焦已经在IHEP中得到证实，其结果与Lindhard（临界角）的预测很好地匹配。晶体微结构中的微电子化被认为是高能粒子微束的一个独特来源。纳米结构（单壁和多壁纳米管）中的镶嵌提供了在纳米尺度上产生离子束的机会。在纳米管中形成通道的颗粒（通常直径约为1纳米）被捕获在两个维度上，并且可以以类似于晶体通道的效率或更好的效率被引导（偏转，聚焦）。这项技术一直是计算机模拟的主题，包括IHEP在内的几个高能实验室正在进行实验。我们提出的理论展望，使通道为基础的纳米离子束和报告的经验与晶体聚焦的微尺度质子束。
2005-03-14 physics.acc-ph
Measurement of the six Dimensional Phase Space at the New GSI High Current Linac
为了表征GSI新的高电流直线加速器提供的10 mA离子束，开发了复杂的，主要是非intersepting诊断设备。除了通用的测试台的一般设置，我们讨论特别是聚束形状和发射度测量。利用金刚石粒子探测器的直接飞行时间技术观测微束团分布，分辨率为$\sim 25 $ ps等于0.3 $^{o}$。为了确定能量扩展，应用符合技术，使用由穿过金刚石检测器上游80 cm处的铝箔的离子发射的次级电子。横向发射度的测量在一个宏脉冲与胡椒罐系统配备了一个高性能的CCD相机。
2000-08-17 physics.acc-ph
Risk and Machine Protection for Stored Magnetic and Beam Energies
风险是设计电子系统时的一个基本考虑因素。对大多数系统而言，风险观有助于确定设计目标，而在考虑保护系统时，必须对风险有定性和定量的了解。本文概述了高能物理中存储的磁场和束流能量所带来的风险，并展示了如何使用基于风险的方法来设计新系统，以减轻这些风险，并使用IEC 61508的生命周期。在高能物理中设计新系统可能具有挑战性，因为新的和新颖的技术难以量化和预测。本文展示了如何可以反向使用相同的生命周期方法来分析现有的系统，遵循他们的操作和第一次经验。
2016-07-06 physics.acc-ph
Design of the LBNE Beamline
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的光束线设施，在中微子物理学方面开展引人注目的研究计划。该设施将向位于南达科他州桑福德地下研究设施（Sanford Underground Research Facility）的探测器发射宽波段中微子束，距离约1,300公里。该设施的主要组成部分是一条初级质子束线和一条中微子束线。初级质子束（60 - 120 GeV）将从费米实验室主注入器的MI-10部分提取。中微子是在质子撞击固体靶后产生的，并产生介子，介子被符号选择，随后被一组磁角聚焦到204米长的衰变管中，在那里它们主要衰变为μ子和中微子。该设施的参数是在考虑到物理目标、空间和放射性限制以及在费米实验室运行NuMI设施所获得的经验的情况下确定的。初始束流功率预计约为1.2 MW，但该设施设计为可在2.3 MW运行时运行。我们在这里讨论的设计和相关的挑战的状态。
2015-02-05 physics.acc-ph
R&D On Beam Injection and Bunching Schemes In The Fermilab Booster
费米实验室致力于升级其加速器复合体，以支持强度前沿的HEP实验。正在进行的质子改进计划（PIP）使我们能够在NuMI中微子目标上达到700千瓦的光束功率。到下一个十年结束时，目前的400 MeV正常传导LINAC将被800 MeV超导LINAC（PIP-II）取代，其束流功率增加超过PIP设计目标的50%。在PIP和PIP-II时代，现有的助推器将发挥非常重要的作用，至少在未来二十年。与此同时，我们最近开发了一种创新的束注入和聚束方案的助推器称为“早期注入方案”，继续使用现有的400 MeV直线加速器和实施投入运行。该方案有可能将助推器光束强度从PIP设计目标增加>40%。该计划的一些好处已经显现。在本文中，我将描述该计划的基本原理，从最近的束流实验的结果，我们的经验与新的计划在操作中，目前的状况，问题和未来的计划。该方案与费米实验室当前和未来的强度升级计划非常吻合。
2017-04-26 physics.acc-ph
Current status of the LBNE neutrino beam
长基线中微子实验（LBNE）将利用位于费米实验室的中微子束线设施。该设施的设计目的是将一束中微子瞄准位于南达科他州的探测器。中微子的产生有三个步骤。首先，来自主注入器的质子击中固体目标并产生介子。然后，带电介子被一组聚焦喇叭聚焦到衰变管中，朝向远处的探测器。最后，进入衰变管的介子衰变为中微子。该设施的参数是由物理目标的混合物，该设施的蒙特卡罗建模，并通过在费米实验室操作NuMI设施所获得的经验。初始射束功率预计为~700 kW，然而，选择了一些参数以能够处理2.3 MW的射束功率。LBNE中微子束通过考虑许多价值工程建议对初始设计进行了重大修改，并描述了当前的设计。
2015-02-06 physics.acc-ph
Long baseline neutrino beams at Fermilab
自1998年NuMI项目启动以来，费米实验室一直有一个非常活跃的长基线中微子计划。自2005年投入使用以来，设计功率为400千瓦的NuMI光束一直在MINOS中微子振荡计划中运行。NOvA将NuMI升级到700千瓦的工作目前进展顺利，光束升级将于2012-2013年完成。下一代LBNE中微子束的设计开发现在是一个主要的正在进行的努力。我们在这里报告这些光束的突出特点和限制，以及经验和预期的重大挑战。
2013-04-17 hep-ex physics.acc-ph
Relativistic Electron Beam Slicing by Wakefiled in Plasmas
本文提出了一种利用强流超短激光脉冲作用后的等离子体尾流场横向分量对高能电子束进行切片的方法。尾流场的横向分量聚焦电子聚束的一部分，其经历电子感应加速器振荡。可以使电子聚束的聚焦部分的长度基本上小于尾波场波长。
2006-06-10 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ultrahigh brightness beams from plasma photoguns
等离子体光电阴极开辟了一条可调谐的生产明确的，紧凑的电子束的归一化发射度和亮度比国家的最先进的许多数量级更好的路径。这样的光束可能有深远的影响，如光源的应用，但也开辟了新的前景高能物理和高场物理。我们报告的挑战和细节的概念验证演示的等离子体光电阴极在90 $^\circ$几何在SLAC FACET内的“E-210：特洛伊木马”计划。利用这些经验，以及理论和模拟支持的进步，我们讨论了即将到来的“E-310：特洛伊木马-II”计划在FACET-II。
2021-11-02 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Design, optimization and experimental characterization of RF injectors for high brightness electron beams and plasma acceleration
在这篇文章中，我们分享我们的经验，有关新的光注入器调试在实验室测试设施。新的光注射器安装在现有的机器中，我们的目标不仅是改善最终光束参数本身，而且还改善日常操作中的机器处理。因此，除了纯光束表征，本文包含有关改进的信息，这些改进从机器维护的角度引入到新的光注入器设计中，以及我们通过使用新技术组装枪本身所获得的好处。
2022-12-12 physics.acc-ph physics.ins-det
