Luminosity, Energy and Polarization Studies for the Linear Collider: Comparing e+e- and e-e- for NLC and TESLA
我们目前的结果，从光度，能量和偏振的研究在未来的线性对撞机。我们比较了电子+电子和电子-电子操作模式，并考虑在500 GeV的质心能量的NLC和TESLA光束参数规格。使用现实的碰撞光束分布，其中包括从阻尼环到相互作用点的光束传输的动态效应。梁-梁偏转扫描和它们的影响，基于梁的反馈被认为是。研究了横向扭折不稳定性，包括它对确定光度加权质心能量的影响。偏振在提取线从IP，包括在康普顿IP和康普顿探测器的光束分布的结果。
2004-03-04 physics.acc-ph
Simulation Studies of the NLC with Improved Ground Motion Models
使用最近开发的模型，在地面运动方面的下一代直线对撞机（NLC）的各种系统的性能进行了研究。特别是，光束传输系统的性能进行了讨论。计划评估的主要直线加速器基于束流的对准和反馈系统的操作也概述。
2000-08-19 physics.acc-ph
The Proposed NLC Linac LLRF System
拟议中的下一代直线对撞机（NLC）包含工作在L，S，C和X波段的直线加速器系统。本文介绍了一种适用于所有非线性电容脉冲射频系统的宽带模块化低电平射频系统。高速数字IF技术用于任意速调管驱动调制和精确的RF矢量检测。测量相对射束到RF相位、射束负载补偿和用于自动对准的结构偶极模式都由系统处理。还描述了现代信号处理技术。
2000-07-11 physics.acc-ph
An Investigation of Optimised Frequency Distributions for Damping Wakefields in X-Band Linacs for the NLC
在NLC（下一代直线对撞机）中，每个单独的加速器结构（或加速器单元）中的小偏差将引起尾场，尾场将束流从其电轴踢出。这种尾流场可能导致BBU（束分裂），或者至少会稀释束的发射度。在SLAC已经设计并测试了几种高斯失谐结构[1]，在本文中，我们探索了具有可能更好的阻尼特性的新分布。通过约5,000个结构的光束的进展监测相空间和结果。[1]J.W. Wang等人，TUA 03，LINAC 2000
2000-08-30 physics.acc-ph
Secondary electron yield measurements from thin surface coatings for NLC electron cloud reduction
在下一代直线对撞机的正电子阻尼环的束管中，电子将通过束与周围真空室壁的相互作用而产生，并产生电子云。在不改变聚束结构或真空室直径的情况下，几种解决方案可以避免电子云。用于防止这种寄生电子负载的一些当前可用的解决方案包括减少由射束引起的残余气体电离、使射束光子诱导的电子产生最小化、以及降低腔室壁的次级电子产率（SEY）。我们将报告最近在SLAC上进行的SEY测量TiN涂层和TiZrV非蒸散吸气剂薄膜。
2004-05-19 physics.acc-ph
Test Beams and Polarized Fixed Target Beams at the NLC
本文介绍了一个将非线性液晶光束用于实验光束和固定靶物理的概念性方案。初级未被干扰的偏振光束将是最简单的使用，但对于NLC，被干扰的光束具有足够好的质量，使得它们也可以在低能量尾部的准直之后用于测试光束和固定目标物理。相关问题包括：什么是引人注目的物理，对束流和运行时间的要求是什么，以及对碰撞束物理运行的影响是什么。一个列表中的物理主题给出;一个主题莫勒散射处理更深入。
2001-01-17 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
Energy dispersion compensation and beam loading in X-band linacs for the JLC/NLC
RF脉冲的形状在传播通过X波段加速器结构时由于色散效应而失真。这种畸变与射束加载一起在192束之间引入能量扩散。为了最小化该能量扩散，我们修改输入RF脉冲形状。的脉冲传播，能量增益，和光束加载建模与模式匹配的计算机代码和电路模型。一个完整的60厘米的结构，包括55个单元和输入和输出耦合器的2D模型和电路模型进行了分析。该结构以每个单元5 pi/6的相位提前运行。这种结构的色散效应比以前研究的2 π/3相位提前加速结构更显着。实验结果与理论模型进行了比较，并获得了良好的协议，通过结构的RF脉冲的传播。
2003-07-04 physics.acc-ph
Dipole Wakefield Suppression In High Phase Advance Detuned Linear Accelerators For The JLC/NLC Designed To Minimise Electrical Breakdown And Cumulative BBU
最近在SLAC [1，2]和CERN [3]进行的实验显示，1.8米系列结构DDS/RDDS（阻尼失谐结构/圆形阻尼失谐结构）的单元出现了“点蚀”形式的显著变形。这种点蚀发生在加速结构的高群速度（Vg /C = 0.012）端，在结构的低群速度端几乎没有发现击穿的证据。此外，虽然初步的实验证据表明，较短和较低的群速度结构减少了击穿事件与加速场强增加。这里提出了两种设计，首先是由83个单元组成的90 cm结构，初始vg/c = 0.0506（称为H90 VG 5），其次是由55个单元组成的长度更短的60 cm结构，初始vg /c = 0.03（称为H60 VG 3）。研究了利用这些结构加速10 km以上带电束流的可行性。特别关注的问题是通过单元频率的失谐和通过局部阻尼单个单元来抑制偶极尾流场，以避免BBU（波束分裂）。结果提出的光束诱导的偶极尾场和光束动力学上遇到的跟踪进展的光束通过几千个加速结构。[1]C. Adolphsen，ROAA003，this conf. [2] R.H. Miller等人，FPAH 062，本确认[3] L. Groening等人，MPPH 039，本次会议
2001-07-19 physics.acc-ph
RF Control System for the NLC Linacs
拟议的Next Linear Collider包含大量的直线加速器RF系统，对宽带速调管调制和精确的RF矢量检测提出了新的要求。该系统将能够自动定相每个速调管和补偿束流加载效应。加速器结构对准是通过使用与用于测量加速器RF的接收器类似的接收器检测射束诱导偶极模式来确定的，并且被并入RF系统拓扑中。本文介绍了拟议的系统设计，信号处理技术，并包括初步的测试结果。
2000-08-16 physics.acc-ph physics.ins-det
Suppression of beam breakup instability in a long train by introducing energy spread between the bunches
在NLC主直线加速器中，束团之间通过长程尾流场的相互作用会引起束分裂不稳定性。虽然一个理想的NLC结构的长程尾流场的大小低于不稳定性阈值，尾流增加时，结构制造误差被考虑在内。在误差较大的情况下，不稳定性的发展会导致束团训练的发射度稀释。为了抑制不稳定性，我们建议在束之间引入能量扩散，类似于BNS能量扩散，用于阻尼单个束内的束分裂。基于简单的估计，我们表明，1-2%的顺序的能量扩展应该是足够的不稳定性的抑制。计算机模拟的结果与模拟代码LIAR确认理论估计，并表明，结构失调和传入的光束抖动的公差可以大大放宽通过引入光束内的能量扩散。
2000-08-03 physics.acc-ph
Minimization of Transverse Wakefields in the NLC Accelerator Structures
多束电子通过数千个加速器结构的过程会产生尾场，如果不加以控制，尾场将使连续的束离开加速器的轴，并且至少会稀释最终碰撞束的最终亮度，或者在最坏的情况下会导致BBU（Beam Break Up）不稳定性。为了将尾流场阻尼到行波结构可接受的水平，我们对单元的频率进行失谐，并将场耦合到四个相邻的流形。在以前的结构中，优化几百个单元的歧管-单元耦合和改变分布的带宽参数是通过试错过程实现的。在这里，我们报告一个优化的Fortran代码，已专门编写的目的是最小化的RMS和标准偏差的总和尾场的平方和。稀疏矩阵技术被用来减少每个频率步长所需的计算时间。尾流场被最小化，同时确保不会由于槽切入加速器单元以耦合出尾流场而发生显著的局部表面加热。
2002-08-17 physics.acc-ph
Simulation of Laser-Compton Cooling of Electron Beams
本文研究了电子束的激光康普顿冷却方法。利用蒙特卡罗程序，我们评估了横向冷却的激光-电子相互作用的影响。光学与没有色彩校正的冷却进行了检查。本文研究了E_0= 2GeV的JLC/NLC的激光康普顿冷却。
2000-02-10 physics.acc-ph
The Next Linear Collider Extraction Line Design
NLC引出线的两个主要功能包括：1）以最小的损失将出射的中断束和二次粒子传输到转储;以及2）束诊断和控制。在这份报告中，我们描述了提取线的光学，跟踪研究的结果，并讨论了提取线仪器。
2001-06-20 physics.acc-ph
Simulation of laser-Compton cooling of electron beams for future linear colliders
本文研究了未来直线对撞机电子束的激光康普顿冷却方法。利用蒙特卡罗程序，我们评估了横向冷却的激光-电子相互作用的影响。光学与没有色彩校正的冷却进行了检查。考虑了$E_0=2$ GeV的JLC/NLC的激光康普顿冷却。
2001-10-02 physics.acc-ph
Feedback Systems for Linear Colliders
反馈系统对于线性对撞机的稳定运行是必不可少的，它为放宽严格的公差提供了一种具有成本效益的方法。在斯坦福直线对撞机（SLC）中，反馈控制整个加速器的束流参数，如轨迹，能量和强度。一个新的抖动优化系统，调整最终的焦点参数，以最大限度地提高亮度有助于实现记录性能在1997-98年运行。转向反馈的性能限制进行了研究，并已作出改进。对于下一代线性对撞机（NLC），广泛的反馈系统计划作为设计的一个组成部分。JLC（日本直线对撞机）的反馈要求基本上与NLC相同; TESLA的一些要求相似，但有显着差异。对于NLC，结合SLC实现的改进的算法正在原型化。阻尼环、射频和相互作用点的专用系统将以高带宽和快速响应运行。为了校正训练内的单个束的运动，计划前馈和反馈系统。SLC的经验表明，反馈系统是一个非常宝贵的操作工具，用于解耦系统，允许精确调谐，并提供脉冲到脉冲诊断。NLC的反馈系统将结合SLC的关键功能和先进技术的好处。
2001-07-10 physics.acc-ph
Simulation of an Intra-Pulse Interaction Point Feedback for Future Linear Colliders
在未来的正常传导线性对撞机中，光束将以100 ns量级的短脉冲串形式传输。脉冲将由几毫秒分开。为了保持高亮度，反馈是必要的脉冲到脉冲的基础上。此外，可以在一个脉冲内校正光束位置和角度的脉冲内反馈似乎在技术上是可行的。针对NLC（Next Linear Collider）和CLIC（Compact Linear Collider），对不同反馈方案的可能性能进行了仿真。
2000-08-18 physics.acc-ph
Formulae of luminosity and beam-beam tune shifts for flat-beam asymmetric colliders
本文概述了适用于平束非对称对撞机的光度和束-束调谐位移公式。用SuperKEKB机床参数对公式进行了检验。
2022-12-24 physics.acc-ph
Luminosity of a collider with asymmetric beams
本文导出了两束不同参数光束迎头碰撞时的碰撞机光度公式。三个特殊的情况下：碰撞的两个相同的轴对称束，碰撞的一个束与一个惯性光束，碰撞的两个惯性光束。碰撞的光束具有重合的纵轴。该公式对于碰撞反向传播和共同传播（“合并”）光束都是有效的。
2018-12-15 physics.acc-ph
Simulations and experimental results on beam-beam effects in SuperKEKB
本文通过束束模拟与实验，研究SuperKEKB中束束效应、蟹腰、阻抗等多因素对亮度的影响，指出关键因素与未来研究方向。
2023-06-05 physics.acc-ph
Beam-Beam Interaction in Novel, Very High Luminosity Parameter Regimes
为了实现亮度显着高于现有的机器，未来的存储环对撞机将需要在新的参数制度结合超低发射度，大Piwinski角和高束流电荷;实施技术，如“蟹腰”将增加进一步的挑战。了解在这些情况下的束-束相互作用，将是未来非常高的亮度对撞机的设计是必不可少的。最近的事态发展建模工具，用于研究束-束效应，能够调查相关制度，将进行讨论，并举例说明，包括测试与蟹腰碰撞DAFNE，将提交。
2010-06-07 physics.acc-ph
Correction of beam-beam effects in luminosity measurement in the forward region at CLIC
在CLIC在3 TeV的质心能量的亮度测量中校正束-束效应的程序进行了描述和测试，使用蒙特卡罗模拟。基于Bhabha散射的碰撞坐标系的重建速度，校正了由于束致辐射和初始态辐射的组合效应引起的角计数损失。由于初始态辐射的亮度光谱的失真校正通过去卷积。最后，对有限能量分辨率引起的计数偏差进行了数值修正。为了验证这一过程，我们使用BHLUMI Bhabha事件发生器和Guinea-Pig束-束模拟来产生CLIC中Bhabha粒子的出射动量。系统的光束相互作用的亮度测量的影响进行了校正，精度为1.4 permille的能量的上5%，和2.7 permille的范围内的80和90%的标称质心能量。
2013-04-23 physics.acc-ph
Luminosity and Crab Waist Collision Studies
在高能物理中，光度是表征粒子对撞机性能的一个重要参数。为了获得更多的可用数据，我们需要在大多数对撞机实验中最大化亮度。通过对涉及束流动力学的调谐漂移的讨论和最近提出的束-束碰撞的“蟹腰”方案，我们对提高亮度的途径作了一些定性的分析。此外，还讨论了$e^{+}e^{-}$、$pp$ / $p\bar{p}$和$μ^{+}μ^{-}$对撞机的束-束调谐位移和亮度。
2015-05-24 physics.acc-ph
Luminosity Scans for Beam Diagnostics
2015年，欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）引入了一种新型的快速光度分离扫描（“发射度扫描”）。在紧凑型μ子螺线管（CMS）实验的相互作用点（IP），在物理生产条件下，在每次填充全强度束流时系统地进行扫描。它们提供逐束水平的发射度和闭合轨道测量。精确测量的光束光束闭合轨道的差异，允许直接，定量观察远程光束光束PACMAN效应，这与数值模拟的改进版本的训练代码。
2018-08-16 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
Impact of Beam-Beam Effects on Absolute Luminosity Calibrations at the CERN Large Hadron Collider
本研究通过模拟量化了LHC中束束效应对vdM绝对亮度标定的影响，发现其导致亮度值产生百分之几的偏移，并为减少相关系统不确定性提供了指导。
2024-04-19 physics.acc-ph
Summary Of Working Group On Single Beam High Luminosity Issues
单光束行为工作组的目的是集中研究限制实现高亮度的项目。一些与高电流和短聚束距离有关，如电子云不稳定性（ECI），另一些与晶格设计有关，如动态孔径（DA）、摇摆器、相互作用区（IR）设计、寿命和本底。这些论点已被讨论，以探索一个非常高的光度Phi工厂的可行性。
2004-03-02 physics.acc-ph
Luminosity Performance Studies of Linear Colliders with Intra-train Feedback Systems
未来直线对撞机的设计光度是非常苛刻和具有挑战性的。将需要基于束的反馈系统来实现必要的束-束稳定性并操纵两个束碰撞。特别是，我们已经研究了通过基于光束的反馈系统在相互作用点处进行位置和角度校正来提高亮度性能。我们建立了一个模拟模型，它引入了不同的机器缺陷，并可以应用于国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC）。
2009-02-17 physics.acc-ph
High luminosity interaction region design for collisions inside high field detector solenoid
最近在Frascati DAΦNE轻子对撞机上设想并实现了一个新的相互作用区。在多束团碰撞中，为了获得高亮度而采用的小交叉角和紧聚焦的概念，由于束-束共振的新补偿机制，已经发展到在大交叉角的相互作用点处增强束聚焦的方向。新的配置已被测试与一个小的探测器没有螺线管场产生一个显着的改善，在峰值以及积分亮度。高亮度相互作用区域现在已经被修改以容纳具有强螺线管场的大型检测器，这显著地干扰了束流光学，在相互作用区域光学设计、束横向耦合控制和束保持清晰要求方面引入了新的设计挑战。相互作用区域的设计标准，以及相关的结构测试的光度结果，并进行了讨论。
2011-10-14 physics.acc-ph
Luminosity calibration by means of van-der-Meer scan for Q-Gaussian beams
本文提出用 q-Gaussian 分布对 van-der-Meer 扫描进行建模，以更真实地描述束流粒子密度，从而改进对撞机光度校准。
2023-05-06 physics.acc-ph
High luminosity interaction region design for collisions with detector solenoid
最近在Frascati DAΦNE轻子对撞机上设想并实现了一个新的相互作用区。在多束团碰撞中，为了获得高亮度而采用的紧聚焦和小交叉角的概念，由于一种新的束-束共振补偿机制，已经发展到在具有大水平交叉角的相互作用点处增强束聚焦的方向。新的配置已被测试与一个小的探测器没有螺线管场产生一个显着的改善，在峰值以及积分亮度。高亮度相互作用区域现在已经被修改以容纳具有强螺线管场的大检测器，该强螺线管场显著地扰动束流光学，在相互作用区域光学设计、束横向耦合控制和束保持清晰要求方面引入新的设计挑战
2010-06-08 physics.acc-ph
$γγ$ Beam-beam Parameter Study for a 3 TeV PWFA Linear Collider
我们的束-束参数研究使用束-束模拟和PWFA（粒子驱动等离子体加速）束参数表明，在3 TeV，检查电子束长度${2~μ\mathrm{m}\leqσ_z\leq 10~μ\mathrm{m}}$，总光度，以及亮度谱的清晰度为$γγ$对撞机是独立的用于散射光子的电子束的束长度，鉴于沙漏效应是避免的。因此，通过最小化相互作用点处的水平和垂直β函数$β_{x,y}^*$，可以最大化总光度。此外，我们在几内亚猪中进行了背景研究，我们考虑了目前可实现的最小$β_{x,y}^*$与PWFA射束参数的组合。模拟结果表明，我们提出的参数设置为3 TeV PWFA $γγ$对撞机是能够提供一个总光度显着高于$γγ$对撞机的CLIC参数的基础上，但会产生更多的背景粒子。
2020-10-01 physics.acc-ph
$\mathrm{e}^+$$\mathrm{e}^-$ Beam-beam Parameter Study for a TeV-scale PWFA Linear Collider
本文采用GUINEA-PIG模拟方法对TeV量级PWFA（粒子驱动等离子体尾场加速）$\mathrm{e}^+$ $\mathrm{e}^-$直线对撞机的束-束参数进行了研究。研究表明，总光度遵循由beamstrahlung理论预测的$1/\sqrt{σ_z}$缩放，其中$σ_z$是均方根光束长度，这对于PWFA是有利的，因为优选短光束长度。我们还推导出一个参数集的3 TeV PWFA直线对撞机的主光束参数优化的亮度和亮度传播beamstrahlung介绍。最后，该研究还比较了具有CLIC参数的3 TeV和14 TeV正电子束电荷减少的情况下的性能。
2021-02-09 physics.acc-ph
The FCC-ee design study: luminosity and beam polarization
FCC-ee加速器在FCC设计研究中被认为是迈向100 TeV强子对撞机最终目标的可能的第一步。它是一个高亮度的电子+电子储存环对撞机，设计覆盖能量约为90，160，240和350 GeV ECM（分别为Z峰，WW阈值，ZH和ttbar横截面最大值），导致不同的操作模式。我们报告的设计研究的现状，最有前途的概念和相关的挑战。在所有能量的预期光度性能，并首次研究光束能量校准的横向偏振。
2015-11-03 physics.acc-ph
Luminosity performance of SuperKEKB
本文回顾 SuperKEKB 在2020—2022年蟹腰运行下的亮度调谐与性能，分析束流-束流效应对垂直束团增大和亮度上限的关键影响，并总结其创纪录亮度成果。
2023-06-05 physics.acc-ph
Beam Performance and Luminosity Limitations in the High-Energy Storage Ring (HESR)
位于达姆施塔特的GSI未来的国际反质子和离子研究设施（FAIR）的高能储存环（HESR）计划作为动量范围从1.5到15 GeV/c的反质子同步加速器和储存环。这台新设备的一个重要特点是相空间冷却光束与致密内部靶（例如小球靶）的结合，导致两种操作模式的光束参数要求很高：峰值亮度高达2* 10 ^32 cm-2 s-1的高亮度模式和动量扩散低至10^-5的高分辨率模式。为了达到这些束参数，需要非常强大的相空间冷却，利用高能电子冷却和高带宽随机冷却。为了研究两种不同操作模式下的束流平衡和束流损耗，研究了束流-目标散射和束内相互作用的影响。
2006-02-22 physics.acc-ph
Circular-Mode Optics for High-Intensity Beams and High-Luminosity Colliders
Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出圆模光学框架，用于传输和加速扁平束流并保持横向圆投影，推导晶格设计条件以守恒角动量，模拟验证其在高强度束流与高亮度对撞机中的潜力。
2026-09-29 physics.acc-ph
LHC luminosity upgrade with large Piwinski angle scheme: a recent look
在LHC对撞机上使用纵向扁平束团与大交叉角相结合（大Piwinski角方案）的亮度升级近年来正在重新引起人们的兴趣。通过设计，在LHC的总束-束调谐偏移对于两个相互作用点一起小于0.015。但是2010-11年的3.5 TeV对撞机运行和专门的研究表明，每个相互作用点的束-束调谐偏移>0.015。鉴于这一发展，我们重新审视了LHC对大皮温斯基角方案的要求。在本文中，我们提出了一套新的参数和光度计算所需的升级，通过调查1）目前的LHC注入器的性能，2）电子云的问题，近平束和3）现实的束粒子分布从纵向束动力学模拟。我们还对LHC注入器加速器的必要升级做了一些评论。
2012-01-27 physics.acc-ph
Impact of Detector Solenoid on the CLIC Luminosity Performance
为了在合理的光束功率下获得必要的亮度，紧凑型直线对撞机（CLIC）的设计包括前所未有的垂直σ = 1 nm和水平σ = 45 nm的碰撞光束尺寸。由于小而非常平坦的光束，结合大的交叉角，实验螺线管场的影响会显着降低亮度。主要效应包括y-x '耦合和垂直色散的增加。此外，来自螺线管场产生的轨道偏转的非相干同步辐射（ISR）增加了束流发射度。详细研究的影响，从一个现实的螺线管领域和相关的校正技术CLIC最终焦点。特别是，技术的影响，以补偿的束流光学失真，由于检测器螺线管的主要领域和它的重叠与最终的焦点磁铁。由于ISR的不可恢复的光度损失已被评估，并发现在研究中的螺线管设计的范围为4- 5%。
2014-05-12 physics.acc-ph
Luminosity Limitations in Linear Colliders Based on Plasma Acceleration
等离子体中的粒子加速产生了异常高的加速梯度的可能性，并且似乎是未来线性电子-正电子和/或光子-光子对撞机的非常有吸引力的选择。这些高加速梯度已经在许多实验中得到证实。然而，直线对撞机需要非常高的光束亮度，这仍然需要证明。本文讨论限制加速束流亮度的主要现象，从而限制对撞机的亮度。
2017-01-06 physics.acc-ph
Description of the luminosity evolution for the CERN LHC including dynamic aperture effects. Part I: the model
近年来，从动态孔径的演变出发，模拟圆形质子机中束流损失的演变一直是研究的焦点。从单粒子，非线性束动力学的结果已被用来建立简单的模型，被证明是在良好的协议与束测量。这些结果已被推广，从而打开的可能性，也描述了在一个圆形强子对撞机的光度演化。在本文中，重点是推导的光度标度律，其中包括燃烧和额外的伪扩散效应。值得强调的是，在所提出的框架中，可以考虑一些光束参数的时间依赖性。建议的模型被应用到分析的一个子集的数据收集在欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）运行~1的配套文件（第二部分）。
2019-01-30 physics.acc-ph
Synchro-betatron Resonance of Crab Crossing Scheme with Large Crossing Angle and Finite Bunch Length
蟹状交叉方案是未来大交叉角对撞机实现高亮度的必要碰撞方案。然而，当一个或两个碰撞光束的聚束长度与蟹形腔电压的波长相当时，蟹形反冲的非线性依赖性可能对碰撞光束的光束动力学提出挑战，并影响光束质量以及光度寿命。在本文中，非线性动力学的螃蟹穿越计划的结果，使用分析和数值研究。结果表明，大交叉角的蟹状交叉方案可能会激发出高阶同步感应加速器共振，导致光束质量恶化和亮度下降。研究还揭示了抑制同步β共振的可能对策，从而减轻光束质量和亮度的下降。
2022-05-06 physics.acc-ph
Luminosity and beam-beam tune shifts with crossing angle and hourglass effects in e$^+$-e$^-$ colliders
我们开发的理论表达式的亮度和光束光束的调谐位移存在的交叉角和沙漏效应的本和下一代的对称e $^+$ -e $^-$对撞机。该理论被应用到费米实验室的网站填料希格斯工厂的设计和FCC-ee对撞机。
2022-08-18 hep-ex physics.acc-ph
Fast Failures in the LHC and the future High Luminosity LHC*
对于标称束参数，在两个LHC质子束中的每一个中存储$362\:\text{MJ}$的能量。这将进一步增加到约$700\:\text{MJ}$在未来的高亮度LHC（HL-LHC）和不受控制的光束损失代表了机器的完整性和安全运行的重大危险。在本文中，一些故障机制，可以导致束流损失的快速增加进行了分析。最关键的是磁体保护系统中的故障，即失超加热器和称为耦合损耗感应失超（CLIQ）的新型保护系统。一个重要的结果是，磁铁保护必须评估其对光束的影响，并进行相应的设计。特别是，CLIQ，这是为了保护新的HL-LHC三重磁铁，构成了最快的已知故障的LHC，如果触发虚假。给出了缓解危害的CLIQ变更示意图。由于一个光束的提取而导致的光束-光束反冲的损失是具有快速开始的光束损失的另一个来源。与目前的LHC相比，预计即将到来的LHC运行III和HL-LHC的影响将明显更强，主要是由于束流强度增加。讨论了它的危害性和缓解方法。结果表明，对称淬火在超导磁体的最后聚焦三重态可以有一个显着的影响，在短的时间尺度上的束。文中还讨论了梁-梁补偿线的失效以及横梁阻尼器的相干激励对梁的影响。
2020-05-12 physics.acc-ph
Beam Instrumentation and Long-Range Beam-Beam Compensation
高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）第13章：初步设计报告。大型强子对撞机（LHC）是有史以来最大的科学仪器之一。自2010年开辟新的能源探索前沿以来，它已经聚集了约7,000名科学家的全球用户社区，他们从事基础粒子物理学和极端温度和密度下的强子物质物理学工作。为了维持和扩大其发现潜力，LHC将需要在2020年代进行重大升级。这将使其亮度（碰撞率）增加到原来设计值的五分之一，并使积分亮度（产生的总碰撞）增加到原来的十分之一。LHC已经是一台高度复杂和精致优化的机器，因此必须仔细构思这种升级，并需要大约十年的时间才能实现。这种新的配置被称为高亮度LHC（HL-LHC），它将依赖于一系列关键的创新，推动加速器技术超越目前的极限。其中包括尖端的11-12特斯拉超导磁体、用于超精确相位控制的束旋转的紧凑型超导腔、用于束准直的新技术和物理过程以及能量耗散可忽略不计的300米长的高功率超导链路。本文件描述了将用于实现该项目的技术和组件，旨在作为HL-LHC详细工程设计的基础。
2017-05-26 physics.acc-ph
Optimization of RF phase and beam loading distribution among RF stations in SuperKEKB
SuperKEKB是e-/e+对撞机，目标是世界上最高的亮度。在最近的运作中，SuperKEKB以1.4 A的束流，创造了$4.71\times 10^{34} cm^{-2}s^{-1}$亮度的新世界纪录。今后将进一步提高束流强度，以达到3.6A的设计值和更高的亮度。该系统由38个腔室（30个速调管站）组成，腔室之间分担强流束流带来的巨大束流负载。为了波束稳定性和功率效率，在RF腔之间适当地分配波束负载是重要的。相当于调整每个腔体的加速相位。然而，仅使用拾取信号难以评估加速相位。因此，我们建立了一种方法来评估的射频站之间的负载平衡，从每个腔的射频功率测量，并调整加速相位。本报告介绍了在拥有大量RF站的SuperKEKB中评估和优化站间波束加载（加速阶段）的方法及其操作。
2022-10-11 physics.acc-ph
Beam-beam observations in the RHIC
布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）自2000年以来一直在运行。在过去的十年中，极化质子（p-p）操作中的光度增加了一个数量级以上。两次碰撞的最大总束-束调谐偏移已达到0.018。束-束相互作用导致大的调谐扩展、发射度增长以及短的束和亮度寿命。在这篇文章中，我们回顾了在以前的RHIC p-p运行期间的束-束观测。提出了颗粒损失的机理。计算了束内散射对发射度和束团长度增长的贡献，并与测量结果进行了比较。最后，我们将讨论RHIC p-p操作中的电流极限及其解决方案。
2014-10-22 physics.acc-ph
Overview of Beam-Beam Effects in the Tevatron
在近四分之一个世纪的时间里，Tevatron质子-反质子对撞机是世界高能物理计划的核心，从1985年12月开始运行，直到2011年被LHC取代。Tevatron的初始设计光度为1030 cm-2 s-1;然而，经过二十年的升级，加速器已经能够为两个高光度实验提供430倍的光度，费米实验室的对撞机探测器（CDF）和D 0。在实现高亮度记录的过程中，许多与碰撞光束的电磁相互作用有关的问题已经得到解决。下面我们将简要介绍Tevatron中的束-束效应。
2014-10-13 physics.acc-ph
Tevatron accelerator physics and operation highlights
Tevatron对撞机的性能在运行II期间持续增长，峰值亮度达到4 \times 1032 cm-2 s-1，每周积分率超过70 pb-1。本报告介绍了最重要的进展，有助于这一性能的改善，包括光束动力学建模，精密光学测量和稳定性控制，低β挤压期间的准直实施的审查。提出了光度积分优化的算法，并讨论了高光度运行的经验教训。本文介绍了在Tevatron上进行的新的加速器物理概念的研究，如采用晶体准直器和空心电子束的准直技术，以及束-束效应的补偿。
2012-02-24 physics.acc-ph
Luminosity levelling techniques for the LHC
我们提出了在大型强子对撞机上进行亮度调平的可能性。我们探讨了每种选择的优点和缺点，并简要讨论了业务影响。最简单的选择是在两个梁之间偏移调平。蟹洞也可用于调平，也可用于挤压梁。也有可能使用交叉角来进行亮度调平。所有这些选项进行了探讨，为大型强子对撞机和其他可能的新项目，连同其优点和缺点。
2014-10-21 physics.acc-ph
Transverse Beam Stability with Low-Impedance Collimators in the High Luminosity Large Hadron Collider: Status and Challenges
大型强子对撞机（HL-LHC）的高亮度升级将使其束流强度增加一倍，以满足高能物理前沿的需要。为了确保相干稳定性，直到光束被置于碰撞中，横向阻抗必须被减小。由于环阻抗的主要部分是由其准直系统提供的，因此已经提出了几种低电阻率的钳口材料来降低准直器阻抗，并且已经建造了一个特殊的准直器并安装在机器中以研究它们的效果。结果表明，与阻抗模型和台架阻抗和电阻率测量结果一致，新型材料的电阻壁调谐偏移显着减少。最大的改进是使用钼-石墨钳口的5 μm钼涂层。这种涂层可以降低机器阻抗高达30%，并稳定朗道八极阈值高达120 A。根据八极阈值的改进以及对稳态损耗和故障情况的耐受性，选择了要升级的准直器。总体改善的一半可以通过涂覆11个准直器中的4个子集的钳口来获得，这些准直器被确定为对机器阻抗的最大贡献者。低阻抗准直器的这一子集将在2019-2020年的长周期2期间安装。
2020-01-27 physics.acc-ph
Description of the luminosity evolution for the CERN LHC including dynamic aperture effects. Part II: application to Run 1 data
近年来，从动态孔径的概念出发，模拟圆形质子机束流损失随时间的演化，一直是研究的热点。单粒子非线性束动力学的结果已被用来建立简单的模型，证明是在良好的协议与束测量。这些结果已被推广，从而打开的可能性，也描述了在一个圆形强子对撞机的光度演化。在一个配套文件（第一部分），推导的光度标度律，其中包括燃烧和伪扩散效应，已进行。在本文中，所提出的模型被应用到欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）运行1期间收集的数据分析。对2011年和2012年质子物理运行的一组数据进行了分析，本文提出并详细讨论了结果。
2018-07-09 physics.acc-ph
Feasibility study of online tuning of the luminosity in a circular collider with the robust conjugate direction search method
在束流实验中，鲁棒共轭方向搜索（RCDS）方法对噪声有很高的容忍度。实践证明，该方法可用于在线优化光源的机械性能。本文以BEPCII为例，通过数值模拟和初步的在线实验，探讨了在圆对撞机上实现光度在线调节的可行性。结果表明，这种方法可以恢复由光束轨道偏离最佳轨道而人为降低的亮度。
2016-04-17 physics.acc-ph
Crosstalk between beam-beam effects and lattice nonlinearities in DAPhNE
考虑到测得的立方非线性的电子-正电子Phi-factory DAPhNE中的束-束效应的数值模拟表明，非线性对对撞机的亮度性能有很大的影响。数值结果解释了许多实验观测过程中的碰撞在单和多聚束制度。
2003-11-26 physics.acc-ph
Beam-beam effects on the luminosity measurement at FCC-ee
综合FCC（未来圆形对撞机）提案的物理方案的第一部分包括以前所未有的精度测量$e^+e^-$碰撞（FCC-ee）中的标准模型过程。特别是，Z线形测定的潜在精度要求在1 E-4水平上非常精确地测量绝对光度，并且Z极周围能量扫描点之间的相对光度的精度应该更好一个数量级。光度主要由低角度巴巴相互作用的速率（$e^+e^- \to e^+e^-$）确定，其中最终状态的电子和正电子在专用量热计中被检测到，该量热计覆盖与出射光束方向的小角度。由束团的非常大的电荷密度引起的电磁效应以非平凡的方式影响这些光度计的有效接受。如果不进行校正，这些影响将导致在Z极处测量的光度的系统偏差，其比期望的精度大一个数量级以上。本文详细研究了这些影响，并提出了测量和校正这些影响的方法。
2019-10-30 hep-ex physics.acc-ph
