A plasma wakefield acceleration experiment using CLARA beam
我们提出了一个等离子体加速器研究站（PARS）的基础上，建议自由电子激光试验设施的研究和应用的紧凑型直线加速器在Daresbury实验室。本文的主要目的是利用相对论电子束，研究电子束输运和电子束驱动等离子体尾场加速中的一些关键问题，如相对论电子束团驱动的高梯度等离子体尾场激发、双束团加速实验、高Transformer比、长束团自调制等先进的束流动力学问题。本文研究了电子束输运以满足束流驱动尾流场加速要求的可行性，并给出了基于ECOMA束流参数的等离子体尾流场模拟结果。还讨论了在PARS束线上进行的其他可能的实验。
2014-04-24 physics.acc-ph
Selected List of Low Energy Beam Transport Facilities for Light-Ion, High-Intensity Accelerators
本文介绍了用于轻离子、高强度加速器的低能束流输运（LEBT）装置。将其放在一起是为了便于与PXIE LEBT设计选择进行比较。下面简要讨论了在选择传输方案时束流导系数的重要性。
2016-02-17 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
Specific instrumentation and diagnostics for high-intensity hadron beams
本文综述了用于强流强子束的各种典型仪器。此外，还讨论了几种对这类光束有特殊意义的重要诊断方法。
2013-03-27 physics.acc-ph
High-intensity single-bunch electron beam generation with the 38 MeV L-band linac in Osaka University
研究了大坂大学科学工业研究所38 MeV L波段电子直线加速器的高强度单束团电子束流特性。
2000-09-19 physics.acc-ph
Electron beam emittance at operational intensity in fourth-generation synchrotron light sources
本文研究第四代同步辐射光源在运行强度下发射度随能量和强度的变化，综合束内散射、阻抗效应和谐波腔束团拉伸，以确定最优参数组合。
2024-05-02 physics.acc-ph
Design study of a photon beamline for a soft X-ray FEL driven by high gradient acceleration at EuPRAXIA@SPARC_LAB
我们提出了一个设施的基础上，通过X波段RF结构和等离子体加速高梯度加速。我们计划达到1 GeV量级的电子能量，适合于驱动用于所谓的“水窗”（2 - 4 nm）中的应用的自由电子激光。的光束线的概念设计，从光子束从波荡器的用户实验室，主要集中在诊断，操纵和运输的辐射的介绍和讨论。我们还简要概述了相干成像，激光烧蚀和泵浦探测实验的用户端站。
2018-02-15 physics.acc-ph
Cascaded high-gradient terahertz-driven acceleration of relativistic electron beams
太赫兹（THz）驱动的加速最近已经成为一种新的途径，用于有效，可靠地提供超短明亮的电子束，并在紧凑的设置。许多太赫兹驱动加速相关的工作方案和关键技术已经成功论证，并正在不断完善到新的极限。然而，所实现的加速度梯度和能量增益仍然很低，并且在高场和高能量区域中的潜在物理和技术挑战仍然未被探索。在这里，我们报告了一个记录的能量增益为170千电子伏的单级配置，并展示了第一个级联的相对论光束的加速与204千电子伏的能量增益在两个阶段的设置。在平均加速梯度为85 MV/m、峰值太赫兹电场为1.1 GV/m的条件下实现了全束团加速。这一原理证明的结果是太赫兹驱动加速的一个关键进展，对未来的电子源和相关的科学发现产生了重大影响。
2020-05-24 physics.acc-ph
Multiple Charge State Beam Acceleration at Atlas
在ATLAS加速器上进行了多电荷态铀束加速试验。238 U +26束在ATLAS PII直线加速器中加速到286 MeV（~1.2 MeV/u），并在距离ATLAS助推器部分入口0.5 m处的碳箔中剥离。来自串列注入器的58 Ni 9+“引导”束被用来调整238 U +38的助推器。来自剥离的所有电荷状态被注入助推器并加速。高达94%的束流通过助推器直线加速器加速，损失主要在较低的电荷状态。本文报道了每个电荷状态的测量光束特性和数值模拟的比较。
2000-08-19 physics.acc-ph
Simulations of high intensity ions beam RFQ Cooler for DESIR SPIRAL 2
本文介绍了在SPIRAL 2/WGRR装置上安装的SHIRaC（SPIRAL-2高强度射频冷却器）项目中采用的新一代缓冲气体射频冷却器对高强度离子束的冷却模拟。研究了考虑空间电荷效应和缓冲气体扩散时冷却过程的两种模拟方法。讨论了这些效应对光束传输效率、纵向扩展能量和横向发射度的影响。最后，对强度达到1 μ A的Cs~+离子束的透射率进行了模拟和实验比较。
2014-03-16 physics.acc-ph
Generalized Kapchinskij-Vladimirskij Distribution and Beam Matrix for Phase-Space Manipulations of High-Intensity Beams
在非耦合线性晶格系统中，基于单粒子Courant-Snyder（CS）不变量制定的Kapchinskij-VladimirskijKV分布已成为分析平衡、稳定性和输运性质的基本理论基础。过去几十年来的高强度光束。然而，最近的高强度光束的应用，需要通过故意引入强耦合的光束相空间操纵。在这封信中，我们报告了KV模型的全面推广，包括所有的线性（外部和空间电荷）耦合力，光束能量变化，和任意的发射度分区，这些都形成了相空间操纵的基本要素。新的广义KV模型产生空间均匀的密度分布和相应的线性自场力所需的。相应的矩阵包络方程和光束矩阵的广义KV模型提供了重要的新的理论工具的详细设计和分析的高强度光束操纵，其中以前的理论模型是不容易适用的。
2016-10-01 physics.acc-ph
Studies of Beam Intensity Effects in Fermilab Booster Synchrotron
有害的束流动力学效应限制了高强度快速循环同步加速器（RCS）的性能，如8 GeV质子费米实验室助推器。在这里，我们报告的各种光束强度依赖效应的综合实验研究结果的助推器。在第一部分中，我们报告的依赖关系的助推器光束强度损失的质子每脉冲的总数和关键的操作参数，如机器的曲调和色度。然后，我们对束流发射度的两种测量方法（多丝正比室和电离剖面监测器）进行了交叉检验。最后，利用强度相关发射度增长效应分析了在最大空间电荷调谐参数Qsc = 0.6，注入能量从0.4GeV提高到0.8GeV的情况下，该装置的最终性能。
2020-12-22 physics.acc-ph
Acceleration of an electron bunch with a non-Gaussian transverse profile in a quasilinear plasma wakefield
束流驱动等离子体尾场加速器通常采用外部注入方案，以确保注入时束流质量可控。然而，外部注入的见证聚束可以呈现非高斯横向密度分布。使用粒子模拟，我们表明，共同的光束品质因数，如归一化RMS发射度和光束半径，不强烈依赖于初始的横向形状的见证光束。尽管如此，具有高峰值横向空间轮廓的射束可以在芯中实现总射束电荷的更高分数。当见证光束的横向动量分布具有峰值非高斯分布时，可以看到相同的效果。此外，我们发现，一个最初的非轴对称的光束变得对称，由于与等离子体尾场的相互作用，所以它不会造成不利的影响，为束流加速。
2022-08-09 physics.acc-ph
Beam Breakup Mitigation by Ion Mobility in Plasma Acceleration
中等的离子迁移率提供了一个源的阻尼等离子体尾场加速，这可能是一个有效的补救措施，对横向不稳定性的拖尾束。离子迁移率的领域的驱动和尾随束考虑到相关的影响估计FACET-II参数。
2018-10-01 physics.acc-ph
Acceleration of relativistic beams using laser-generated terahertz pulses
由激光产生的太赫兹（THz）脉冲驱动的电介质结构可能是克服传统粒子加速器的技术限制的关键，并且随着最近低能（低于100 keV）电子束的加速、压缩和拖尾的实验演示，在相对论束能量下的操作现在对于实现THz驱动结构的全部潜力至关重要。我们提出了第一个太赫兹驱动的相对论35 MeV电子束团的线性加速，利用共线激励的介质内衬波导驱动的纵向电场分量的偏振定制，窄带太赫兹脉冲。我们的研究结果为相对论电子束的前所未有的控制铺平了道路，为超快电子衍射提供聚束压缩，为聚束诊断提供能量操纵，并最终为紧凑的太赫兹驱动的粒子加速提供高场梯度。
2019-08-12 physics.acc-ph
Beam Dynamics Framework Incorporating Acceleration to Define the Minimum Aperture in Two Focusing Schemes for Proton Radiotherapy Linac
本文提出一个包含加速效应的横向束流动力学框架，用于质子放疗直线加速器，通过解析求解类FODO方案和最小孔径方案，实现束流尺寸控制与最小孔径定义。
2024-03-15 physics.acc-ph
Unveiling the orbital angular momentum and acceleration of electron beams
近年来，电子束的新形式得到了广泛的研究，包括携带轨道角动量的涡旋束和沿抛物线轨道传输的艾里束。它们的特性可以用于材料科学、电子显微镜和干涉测量，因此容易测量它们的特性是很重要的。在这里，我们展示了如何可以立即量化这些光束的参数，而不需要额外的制造或非标准的显微镜工具。我们的实验结果得到了数值模拟和解析推导的支持。
2014-02-13 physics.acc-ph
Applying Synchrotron Phase Measurement to the Estimation of Maximum Beam Intensity in the Fermilab Booster
重要的是要有实验方法来估计费米实验室助推器的最大束流强度，作为长期计划承诺的客观投入。一个重要的现有限制是由可用的射频功率设定的。由于实际的纵向阻抗并不为人所知，因此很难先验地设定该限制。利用山脉图和直接测量射频加速电压相对于束流的相位测量了跃迁交叉处的同步相位，结果一致。应用它们预测6E12在当前运行条件下的最大助推器束流强度。
2004-07-12 physics.acc-ph
Record High-Gradient SRF Beam Acceleration at Fermilab
许多现代和未来的粒子加速器都采用高梯度超导射频（SRF）来产生高能、高强度和高亮度的束流，用于高能物理、核物理和基础能源科学等研究。本文报道了一个大规模SRF系统的记录性能，该系统的平均束流加速梯度符合ILC的31.5MV/m规范。本文介绍了八腔1.3GHz SRF低温制冷机的设计、无束流时的性能以及在Fermilab加速器科学与技术（FAST）装置上用强流电子束调试的结果。我们还简要地讨论了进一步的光束研究和测试的机会，在FAST，包括那些更高的梯度和更有效的SRF加速。
2018-08-09 physics.acc-ph
Beam Intensity Limitations in Future Multi-Bend Achromat Light Sources
针对第四代6 GeV多弯铁消色差光源的束流强度限制问题，研究发现其发射度已近理论极限，提出仅靠提升束流能量才能进一步降低发射度、提高辐射亮度，并梳理了相关设计与技术挑战。
2025-05-16 physics.acc-ph
A study of coherent and incoherent resonances in high intensity beams using a linear Paul trap
本文给出了高强度高斯光束四个横向共振频率随强度变化的定量测量方法。由于高强度光束中存在非线性空间电荷力，粒子运动无法解析描述。相反，我们使用粒子轨道动力学模拟器（S-POD）和强束实验（IBEX），两个线性保罗陷阱，实验复制系统。在高强度光束中，对空间电荷和外部场驱动的扰动的相干共振响应是可能的，这些相干共振在与非相干共振的调谐相差因子$C_{m}$的调谐处被激发。通过增加存储在线性Paul阱中的离子的数量并研究四种不同共振的位置，我们提取了描述共振随强度的变化的临时值。然后将这些值与相干共振的$C_{m}$因子进行比较。我们发现，$C_{m}$因子不能准确地预测高强度高斯光束的共振位置。通过使用Warp（一种粒子在细胞中的代码）进行模拟，可以进一步了解实验。
2019-06-03 physics.acc-ph
Numerical simulations of electron acceleration driven by heavy ion beams in plasma with alternating density gradients
针对重离子束驱动等离子体加速中因失相长度短导致能量增益低的问题，本文提出周期性切换尾场束加速相位并采用交替密度梯度等离子体的方法，以维持尾场结构并提升能量增益。
2025-07-03 physics.acc-ph
Beam Sources for 10 TeV Wakefield Collider
Northern Illinois University（北伊利诺伊大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Thomas Jefferson National Accelerator facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
针对10 TeV尾场对撞机设计需求，评估现有和新兴粒子产生技术，重点关注可达到的亮度。
2026-05-26 physics.acc-ph
Influence of the photon beam position on incident SR intensity at SXMCD endstation
光子束位置的微小波动会影响同步辐射（SR）通过相应光束线进入终端站时的强度和偏振特性。本文通过改变垂直方向上的电子轨道平衡位置，测量了在不同斩波器孔径位置上，金网SR吸收强度的相应变化。结果表明，在3个光阑位置下，金网的吸收强度随光子束位置的变化呈现良好的高斯分布，而通过上下光阑的SR强度之比呈现单调变化。这提出了一种新的方法来估计圆极化度的SR起源于偏转磁铁的基础上，我们的电流测量。
2013-05-09 physics.acc-ph
Implications of beam phase and RFSUM measured near transition
了解过渡-交叉过程对于提高Booster在高强度下的性能至关重要。无论光束强度如何，同步相位似乎在转变后立即朝90度下降，在更高的光束强度下更是如此。这意味着，对于高强度光束，当同步相位达到90度时，有效射频电压（RFSUM）将在过渡后立即进入极限。同时也观察到RFSUM的减少。解决方案，如在过渡期间提高射频电压或通过在过渡之前增加纵向发射度来控制RFSUM降低，对于高强度操作是潜在重要的。
2004-07-12 physics.acc-ph
Mitigation of Space-Charge-Driven Resonance and Instability in High-Intensity Linear Accelerators via Beam Spinning
对于现代高强度直线加速器，众所周知的包络不稳定性和最近报道的四阶粒子共振强加了基本的操作限制（即，零电流相位超前应小于90度）。出于旋转飞行物体的稳定性，我们提出了一种新的方法，使用旋转光束，以超越这一限制。我们发现，旋转光束有一个内在的特性，可以抑制四阶共振对发射度增长和相关的包络不稳定性的影响。
2021-07-01 physics.acc-ph
The Six-Cavity Test - Demonstrated Acceleration of Beam with Multiple RF Cavities and a Single Klystron
高强度中微子源（HINS）六腔实验已经证明了使用高功率RF矢量调制器来控制由单个高功率速调管驱动的多个RF腔以加速非相对论束。在现有的HINS光束线中安装6个腔体已经完成，光束测量已经开始。我们目前的数据显示的能量稳定性的7毫安质子束加速通过六个腔从2.5 MeV到3.4 MeV。
2013-01-29 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
The Fermilab Main Injector: high intensity operation and beam loss control
从2005年到2012年，费米实验室主注入器提供了120 GeV的质子束，以产生中微子束和反质子。硬件改进与改进的诊断相结合，使系统能够在约400千瓦的光束功率下持续运行。传输是非常高的，除了在或接近8 GeV的注入能量的束损失，其中95%的束传输导致约1.5千瓦的束损失。通过最小化和局部化损失，剩余辐射水平下降，而光束功率增加了一倍。丢失的射束被引导至准直系统或射束中止。增加了临界孔径，同时改进的仪器允许最佳地使用可用的孔径。我们将总结实现高强度所需的改进，各种损失控制工具的影响以及主注入器中剩余辐射的现状和趋势。
2013-07-10 physics.acc-ph
Beam Dynamics Analysis of Dielectric Laser Acceleration using a Fast 6D Tracking Scheme
提出了一种利用介质激光加速（DLA）光栅周期性的六维辛跟踪方法。纵向反冲是从结构内的激光场的空间傅立叶谐波获得的，而横向反冲是使用Panofsky-Wenzel定理获得的。除了通常的，严格的纵向周期性光栅，我们的方法也适用于周期性啁啾（亚相对论）和倾斜（偏转）光栅。在小反冲和短周期的限制下，我们获得了6D哈密顿量，例如，它允许在DLAs中获得匹配的光束分布。该计划适用于光束和光栅参数类似最近进行的实验。最后，本文展望了基于激光的聚焦方案，这是有希望克服基本相互作用长度的限制，以建立一个完整的微芯片大小的激光驱动加速器。
2017-07-31 physics.acc-ph
Proton Beam Intensity Upgrades for the Neutrino Program at Fermilab
费米实验室致力于将其加速器复合体升级到强度前沿，以在中微子领域及其他领域进行HEP研究。升级有两个步骤：1）正在进行的质子改进计划（PIP）的主要目标是到2017年底开始在NOvA目标上提供700 kW的束流功率，以及2）预见的PIP-II将在下一个十年中期之前用800 MeV超导LINAC取代现有的LINAC，即助推器的400 MeV注入器，其中来自助推器的输出束强度显著增加，并且NOvA靶上的束功率增加到<1.2MW。无论如何，费米实验室助推器将在未来20年发挥非常重要的作用。在这方面，我们最近为助推器开发并委托了一个创新的束流注入方案，称为“早期注入方案”。“这个方案已经在运行，并有可能增加助推器束流强度从PIP的设计目标相当大的数额与减少束流发射度和束流损失。在本文中，我们将介绍我们的经验，从新的计划在操作中，目前的状况和未来的计划。
2017-05-03 physics.acc-ph
Plasma acceleration limitations due to betatron radiation
在尾场加速中，由束的纵向尺寸引起的高能量扩散是众所周知的。通常，这个问题可以通过束流加载效应来解决，该效应允许沿着束流的整个持续时间保持加速场几乎恒定。然而，在这项工作中，我们想解决另一个在高能量下产生的能量扩散来源，这是由于电子感应加速器辐射。
2018-02-09 physics.acc-ph
Low Space-Charge Intensity Beams in UMER via Collimation and Solenoid Focusing
马里兰大学电子环（UMER）的传统上在强空间电荷占主导地位的光束传输制度，但小电流束是可取的，以显着减少直接（非相干）的空间电荷调谐偏移以及调谐抑郁症。这个制度是感兴趣的模拟空间电荷效应在大型质子和离子环类似于那些用于核物理和spiral中子源，也为晶格的非线性动力学研究的启发上的集成光学测试加速器（IOTA）。我们回顾了空间电荷强度的定义，UMER和其他机器中的空间电荷参数的比较，并讨论了一个简单的方法，包括双准直和螺线管聚焦用于改变注入UMER的光束的空间电荷强度。
2018-10-09 physics.acc-ph
Energy Differential Structure and Exchange of A Micro Flux Increment of Charged Particles in Longitudinal Acceleration
导出了微多带电粒子系统的微分能量结构和束流内势能，给出了相应的性质和必要的推论。然后，将能量微分结构与不同时域物理通量密度的微分传递关系相结合，给出了束元在源与观测器之间传递或加速过程中能量交换的一般显式表达式，并进一步分析了相对论性束的质能关系和共振频率（rf）及直流加速时束的能量上限。最后讨论了元电荷密度场的性质及其结果。
2003-04-08 physics.acc-ph
Simulation studies for upgrading a high-intensity surface muon beamline at Paul Scherrer Institute
Paul Scherrer研究所（PSI，Switzerland）的$μ$ E4-LEM束线是一种特殊的μ子束线，它将hyprid型表面μ子束线$μ$ E4与低能μ子设施（LEM）相结合，并提供能量高达30 keV的可调$μ^{+}$，用于低能μ子自旋旋转实验（LE- $μ$ SR）。我们调查了一种可能的升级方案的表面μ子束线$μ$ E4通过更换最后一套四极三重与一个特殊的螺线管，以获得1.4倍的原始束流强度的LEM μ子减速器目标。为了避免螺线管杂散磁场对LEM谱仪μ子束流强度的影响，对3种螺线管模型进行了研究，最终将LEM装置螺线管杂散磁场降到地磁场量级。一个更激进的设计，“超级- $μ$ E4”，也被研究用于进一步增加低能量μ子束的亮度，其中我们利用当前的$μ$ E4通道，并且所有的四极三重态组被大孔径的双极子所取代。与新的倾斜μ子靶E一起，在Super- $μ$ E4束线中可以预期原始μ子束强度的至少2.9倍。我们的工作表明，升级表面μ子束线的可行性，取代四极磁铁正常导电的超导体，从而导致更高的μ子率和更小的束斑尺寸。
2022-03-25 physics.acc-ph
The Acceleration and Storage of Radioactive Ions for a Beta-Beam Facility
术语β-束被创造出来，指的是通过放射性离子在储存环中的衰变产生纯电子中微子束或其反粒子。这个概念要求放射性离子被加速到高达150的洛伦兹伽马。中微子源本身由一个储存环组成，用于这个能量范围，具有与实验一致的长直段。这样的衰变环在今天的欧洲核子研究中心并不存在，也没有产生放射性离子的高强度质子源。尽管如此，现有的欧洲核子研究中心加速器基础设施可以使用，因为这仍然是β束设施的重要节省。
2003-12-07 physics.acc-ph
Numerical investigations of heavy ion driven plasma wakefield acceleration
本研究首次针对重离子束驱动的等离子体尾场加速开展数值模拟，依托HIAF的强流高能重离子束，证实重离子可激发6 GV/m的稳定高振幅尾场，为PBA领域提供了一种可行的新驱动方案。
2025-06-17 physics.acc-ph
Beam Dynamics Simulation for the High Intensity DAEδALUS Cyclotrons
在DAEδALUS（Decay-At-rest Experiment for δCP studies At the Laboratory for Underground Science）项目中，提出了高功率H+2回旋加速器链，以有效地提供动能为800 MeV、平均功率在MW范围内的质子束。空间电荷在注入器和环形回旋加速器中都发挥着关键作用。大规模粒子模拟表明，注入器回旋加速器是一种空间电荷主导的回旋加速器，并且可以在隔膜上以可容忍的束流损失提取5 mA的束流电流。相比之下，在环形回旋加速器，没有空间电荷引起的束流损失期间观察到加速和提取。
2012-09-26 physics.acc-ph
Electron and photon diagnostics for plasma acceleration based FELs
激光等离子体加速（LPA）技术是束流加速领域的一个创新和良好的候选者。相对论性光束确实产生了几个GeV，但其质量仍有待证明，在高要求的情况下，自由电子激光（FEL）。几个实验已经表明了基于LPA的同步辐射传输的可行性，但是自由电子激光仍然有待实现。由于波荡器内的LPA光束的质量是关键问题，因此任何基于LPA的FEL实验都需要沿传输线和波荡器出口处的光子束的光束特性的精细表征。这种表征依赖于必须适应LPA特异性的诊断。我们将审查电子和光子诊断已经使用的LPA和LPA为基础的自由电子激光器所需的，并说明使用最近的实验在世界各地进行的临界点。
2017-06-15 physics.acc-ph
Update on the IsoDAR 60 MeV/amu Cyclotron Acceleration Simulations
在本技术报告中，总结了DAE $δ$ ALUS协作组成员在IsoDAR紧凑型等离子回旋加速器中模拟5 mA H2+加速的工作。研究结果表明，在束能量达到2 MeV/amu之前，通过仔细放置准直器刮去晕粒子，可以在初始匹配的束和失配的束之间实现足够的（N-1）圈和第N圈之间的分离。这里我们将“足够”定义为隔膜上的< 200 W光束损失。在加速模拟中，准直器上的光束损失根据初始光束条件从10%到25%不等。准直器放置在中心区域，光晕的形成，并在最后一个转弯处的转向分离进行了讨论。最后，一个计划，以进一步减轻光束损失的风险提取隔膜放置在前面的窄剥离箔进行了调查。我们还介绍了分包给AIMA公司的一项单独研究的结果，该公司研究了通过螺旋偏转器注入H2+离子并将其加速四圈。在这里，2 MeV/amu之前报告的束流损失为58%，但聚束没有进一步加速，因此我们没有将其报告为最终结果。
2020-03-02 physics.acc-ph
First emittance measurement of the beam-driven plasma wakefield accelerated electron beam
下一代基于等离子体的加速器可以在厘米距离内将电子束推到GeV能量。由驱动脉冲激发的等离子体确实能够维持巨大的电场，其可以有效地加速拖尾见证聚束，这在多个场合被实验证明。因此，目前研究的主要焦点正在转向实现高质量的束后，等离子体加速。本文介绍了束流驱动等离子体尾流场加速实验，在此实验中，初始预形成的高质量见证束在等离子体中被加速并被表征。在该实验中，加速后的见证光束质量保持在高水平，其中$0.2\%$最终能量扩展和$3.8~μm$在加速后产生归一化的横向发射度。本文首次直接测量了PWFA束流的发射度。
2021-04-09 physics.acc-ph
Post-Acceleration Study for Neutrino Super-beam at CSNS
提出了一种基于CSNS（中国空间中子源）加速器的后加速系统，用于建造中微子物理的超级束流装置。两个后加速方案，一个使用超导偶极磁铁在主环和其他使用室温磁铁进行了研究，都实现了最终的质子能量为128 GeV和4兆瓦的光束功率从中子源CSNS束的10%。介绍了两种方案的主要设计特点和比较。CSNS超束流装置在长基线中微子物理研究中将具有很强的竞争力，与国际上提出的其他超束流装置相比。
2012-12-24 hep-ex 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
On the importance of frequency-dependent beam parameters for vacuum acceleration with few-cycle radially-polarized laser beams
紧聚焦的超短径向偏振激光束具有很大的纵向场，这为真空中粒子的直接加速和操纵提供了强大的动力。这些光束的宽带性质意味着传播和聚焦的色彩特性是重要的考虑因素。我们通过单粒子模拟表明，使用正确的频率相关的光束参数是必要的，特别是当脉冲持续时间减少到几个周期的制度。不同的空间-光谱振幅分布的结果表明，根据形状的最终加速电子能量的急剧增加或减少，激励适当的表征和潜在的优化路线。
2019-12-09 physics.acc-ph physics.optics
Operation of the Intensity Monitors in Beam Transport Lines at Fermilab During Run II
费米实验室的带电粒子束强度必须保持在预先确定的安全和操作范围内，部分原因是确保百分之几的所有束流已经从任何来源传输到目的地。在FNAL的加速器之间的传输线上，带有环形拾取器的束流强度监测器提供了这样的束流强度测量。在运行II期间，我们做出了大量努力，以不断提高系统的分辨率和准确度。
2012-09-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Super-Heavy Ions Acceleration Driven by Ultrashort Laser Pulses at Ultrahigh Intensity
利用超短脉冲（几十飞秒）激光从等离子体中加速超重离子（SHIs）是一个极具挑战性的课题，有待于突破。电离过程的检测和控制以及最佳加速方案的采用是高能SHIs产生的关键。在这里，我们报告的实验结果产生的深度电离的超重离子（金）与前所未有的能量为1.2 GeV，利用超短激光脉冲（22 fs）在10^22 W/cm 2的强度。提出了一种新的自校准诊断方法，用于测量Au离子的绝对能谱和电荷态分布。由2D粒子模拟支持的测量的电荷态分布作为检查与SHI加速相关的电离动力学的额外工具，揭示了激光强度是在脉冲持续时间内加速Au离子的关键参数。双层靶的使用在不牺牲加速场强度的情况下延长了加速时间，这对高能超重离子的产生非常有利。
2021-04-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Polarized Beam Conditioning in Plasma Based Acceleration
本文研究了等离子体基加速中的井喷区极化电子束的加速问题。本文导出了单束电子自旋进动和零发射度电子束退极化率的解析模型。有限发射度的作用进行了检查数值求解方程的自旋进动与自旋跟踪算法。分析模型是在非常好的协议，从3D粒子细胞模拟的结果在我们的理论的有效性的限制。我们的工作表明，高能加速器级的束流退偏较低，在适当的条件下，与100-500 GeV电子加速相关的退偏可以保持在0.1- 0.2%以下。
2011-07-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
High Intensity Secondary Beams Driven by Protons
作为2013年社区夏季研究中强度前沿工作的一部分，2013年4月17日至20日在纽约州厄普顿的布鲁克海文国家实验室举行了一次关于质子机能力的研讨会（质子束驱动的高强度次级束）。研讨会的主要目的是了解：1）拟议的高强度质子束测量的束要求; 2）现有的世界范围内的高功率质子机器的能力; 3）质子设施升级计划和新设施的建议; 4）并记录质子加速器和目标系统的研发需求，以支持拟议的强度前沿测量。这些问题将在本摘要中讨论。
2013-08-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Acceleration and Storage of Polarized Electron Beams
我回顾了电子储存环和加速器中自旋动力学的最新发展。
1999-01-23 physics.acc-ph physics.class-ph quant-ph
Improving particle beam acceleration in plasmas
磁化等离子体中的波粒相互作用的动力学将波的振幅限制在中等值，以使粒子束从静止能量加速。我们分析了扰动不变鲁棒屏障如何修改系统的相空间并扩大粒子加速的波幅间隔。对于波振幅的低值，对于初始能量接近于静止能量的粒子，加速变得有效。对于更高的波幅值，鲁棒屏障控制系统中的混沌并恢复加速过程。我们还确定了扰动势垒在相空间中的最佳位置，以增加粒子的最终能量。
2018-03-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ion beam bunching via phase rotation in cascading laser-driven ion acceleration
通过理论分析和粒子模拟研究了级联靶鞘层法向加速中的离子束聚束现象。研究发现，质子束注入激光辐照箔靶后表面的鞘层场，可以同时实现加速和聚束。在鞘层电场上升时，由于束流后端质子感受到的电场比前端质子强，因此可能发生离子相位旋转。因此，注入的质子束可以在纵向方向上被压缩。最后，通过对级联加速过程中两个连续级的综合模拟，说明了离子束聚束的重要作用。
2018-09-05 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration of electrons by high intensity laser radiation in a magnetic field
本文研究了真空中电子在沿磁场传播的圆极化电磁波中的加速问题。我们表明，当使用超短超强激光脉冲（10 ps，10^{18} Bm/cm ^2，CO_{2}激光器）在磁场存在下，电子能量增长可能达到2.1 Gev。结果表明，电子能量的增长随激光强度和电子初始能量的增加而成比例地增加，并且发现，对于某一偏振方向的波，电子的加速度与电磁波的初始相位无关。我们估计了电子加速所需的激光强度。此外，我们还找到了电子吸收光子的形成长度，据此可以选择电子与电磁波和磁场相互作用所需的区域。我们还表明，作为一个结果，加速电子在真空中的激光辐射在磁场的一个可以获得电子束与小的能量扩展的顺序。我们还指出，由于激光辐射在磁场中加速真空中的电子，可以获得{δε}/ε < 10^{-2}量级的小能量扩展的电子束。
2014-02-18 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Forward sliding-swing acceleration: electron acceleration by high-intensity lasers in strong plasma magnetic fields
高强度激光束在稠密等离子体中的传播驱动强电流，强电流维持强准静态兆特斯拉水平方位磁场。横向激光场有效地加速电子，在这样一个领域的存在，限制横向运动和偏转的电子在向前的方向，建立新的向前滑动摆动加速机制。它的优点是阈值而不是共振行为，将电子加速到足够强的激光驱动电流的高能量。我们通过一个简化的模型解析地研究了电子的动力学，具体地推导了电流、粒子的初始横动量和激光场强度之间的简单关系，并对能量增益进行了分类。我们证实了模型的预测数值模拟，兆安培级的阈值电流和能量增益比没有磁场可实现的两个数量级。
2019-04-25 physics.acc-ph physics.app-ph physics.plasm-ph
Self-stabilizing positron acceleration in a plasma column
等离子体加速器维持极端的场梯度，并有可能使未来的紧凑型线性对撞机。虽然在等离子体加速器中加速电子束已经取得了巨大的进展，但与对撞机相关的参数的正电子加速是具有挑战性的。最近提出的正电子加速方案依赖于由电子驱动束在等离子体柱中产生的尾流，已被证明能够加速具有低发射度和低能量扩展的正电子见证束。然而，由于该方案依赖于圆柱对称性，它可能倾向于横向不稳定性，最终可能导致光束分裂。在这篇文章中，我们表明，证人梁本身是受到各种阻尼机制，因此，这个正电子加速计划是固有的稳定对驱动器和证人梁的错位。这使得能够实现稳定、高质量的基于等离子体的正电子加速。
2022-06-23 physics.acc-ph physics.plasm-ph
