Muon Cooling and Future Muon Facilities: The Coming Decade
μ子对撞机和中微子工厂是未来设施的有吸引力的选择，旨在实现最高的轻子-反轻子碰撞能量和中微子混合矩阵参数的精确测量。这些技术的性能和成本很大程度上取决于μ子束的冷却效果。最近在μ介子冷却设计研究和原型测试方面取得的进展，使人们对在未来十年内建造这种设施抱有希望。
2009-10-21 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Helical FOFO Snake for Initial Six-Dimensional Cooling of Muons
螺旋FOFO蛇六维μ子电离冷却通道的设计，采用楔形吸收器的方式，同时冷却两个符号的μ子是可能的。
2018-06-20 physics.acc-ph
A Muon Collider Scheme Based on Frictional Cooling
μ子对撞机将在高能粒子物理学领域开创一个科学研究的新时代。μ子束流的冷却是实现μ子对撞机的最大障碍。对一种基于摩擦冷却的μ子冷却方案进行了蒙特卡罗模拟。确定了与这一计划的技术可行性有关的关键问题，需要进一步研究。如本文所述，对流冷却提供了足够的六维发射率，使发光碰撞成为可能。它在解决μ子冷却问题方面具有令人兴奋的潜力。
2004-10-02 physics.acc-ph
MICE: The International Muon Ionization Cooling Experiment
μ子束流的电离冷却是中微子工厂或μ子对撞机的关键技术之一。一项国际合作正在卢瑟福阿普尔顿实验室进行一项实验，以证明μ子电离冷却。我们的目标是在2010年完成这项实验。
2006-01-19 physics.acc-ph
Ionization Cooling for Muon Experiments
本文讨论了为μ介子对撞机研制的电离冷却通道的初始部分在μ介子实验（如μ 2e）中的可能应用。结果表明，与FNAL助推器作为质子驱动器的μ 2e的灵敏度可以增加两个数量级相比，目前考虑的实验。
2014-09-18 physics.acc-ph
Novel Application of Density Estimation Techniques in Muon Ionization Cooling Experiment
国际μ子电离冷却实验（MICE）旨在首次展示μ子束电离冷却，并构成未来中微子工厂或μ子对撞机研发的关键部分。束冷却减小了由束占据的相空间体积的大小。非参数密度估计技术允许非常精确地计算μ子束相空间密度及其由于冷却而增加。本文研究了这些密度估计技术，并将其应用于各种条件下MICE中μ子束尺寸的减少。
2017-10-13 physics.acc-ph
Muon Cooling
研究了μ子束在储存环中增强光学冷却的可能性。
2009-06-25 physics.acc-ph physics.class-ph
Numerical Studies of Optimization and Aberration Correction Methods for the Preliminary Demonstration of the Parametric Ionization Cooling (PIC) Principle in the Twin Helix Muon Cooling Channel
μ子对撞机被提议用于下一代粒子加速器，以研究能量和强度前沿的高能物理。在本文中，我们研究了一种可能的实现μ子电离冷却，参数共振电离冷却（PIC），在双螺旋通道。PIC的共振冷却方法提供了降低发射度的潜力，超过了用普通磁聚焦的电离冷却所能达到的。我们研究了各种参数的优化，研究了双螺旋通道中的非线性动力学，并考虑了可能的像差校正方法。
2014-01-31 physics.acc-ph
Wedge Absorbers For Muon Cooling With a Test Beam At MICE
楔形吸收体介导的发射度交换是μ子对撞机纵向电离冷却和最终横向发射度最小化所必需的。MICE光束线内的楔形吸收体可以作为6-D冷却所需的发射度交换类型的演示，包括μ子对撞机所需的配置。在模拟和可能的实验配置与模拟结果中探讨了这个测试的参数。
2016-12-21 physics.acc-ph
A Complete Scheme of Ionization Cooling for a Muon Collider
提出了在三台特定μ子对撞机上产生和冷却μ子束的完整方案。这些μ子对撞机的参数。该计划从一个拟议中的中微子工厂的前端开始，该工厂生产两种μ子符号的束流。慢螺旋晶格中的发射度交换冷却降低了纵向发射度，直到有可能将列车合并成单个束，每个符号一个。在所有维度上的进一步冷却应用于进一步缓慢螺旋晶格中的单束。采用4K高温超导体，在50T超导磁体中实现了最终横向冷却到所需参数。每个元素的初步模拟。
2007-11-27 physics.acc-ph
Helical Six-Dimensional Muon Ionization Cooling Channel with Gas-Filled RF Cavities
研究了螺旋形磁通道中六维μ子的电离冷却。通过求解精确的哈密顿量来分析评估冷却性能，并在数值模拟中重现。用于螺旋通道的关键梁元件之一是实现紧凑的冷却通道的填充有浓氢气的RF腔。此外，腔内的束流诱导气体等离子体可以产生等离子体聚焦效应。这将产生极小的电子感应加速器功能，实现极低发射度束流。
2018-05-31 physics.acc-ph
The Experimental Program for High Pressure Gas Filled Radio Frequency Cavities for Muon Cooling Channels
为了给多TeV对撞机提供10 $^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$量级的亮度，需要一束强烈的μ子。由于多MW质子束与碳或汞靶碰撞产生的μ子具有较大的相空间，因此需要显著的六维冷却。通过电离冷却--唯一能在μ子寿命内工作的冷却方法--和发射度交换，希格斯工厂或更高能量对撞机所需的发射度是可以实现的。设计了一种利用充气射频腔的冷却通道，以提供所需的冷μ子束。这些RF腔的技术发展已经从击穿研究，通过束测试，介质加载和再入腔设计。这些实验的结果进行了总结。
2017-12-22 physics.acc-ph
Performance and tolerance study of the rectilinear cooling channel for a muon collider
本文针对μ子对撞机初始六维冷却需求，提出含附加偶极磁铁的直线冷却通道概念设计，给出通用设计方法，并研究π模射频腔及场误差对冷却性能的影响。
2024-09-05 physics.acc-ph
Unconventional Ideas for Ionization Cooling of Muons
小μ子束增加μ子对撞机的亮度。减少μ子的动量和位置扩散会减少发射度，并导致小而冷的光束。在μ子电离冷却实验中观察到了电离冷却。在模拟中，6D发射度降低了100，000倍。另一个冷却因子5将满足高光度μ子对撞机的基本要求。在本文中，我们比较，第一次，在冷却通道中所需的RF量以前的直线加速器。我们还概述了三种方法，旨在帮助实现最终因子5的6D冷却。
2020-01-14 hep-ex physics.acc-ph
Progress on Beam-Plasma Effect Simulations in Muon Ionization Cooling Lattices
新的计算工具对于下一代基于μ子的加速器的精确建模和模拟至关重要。μ子加速器特有的关键物理过程之一是液体、固体和气体吸收体中的束流诱导等离子体效应，但尚未详细模拟。我们在这里报告的进展，开发所需的模拟工具，并应用它们来研究等离子体的性质及其对束流的μ子电离冷却通道。
2018-06-11 physics.acc-ph
The MICE Muon Beam on ISIS and the beam-line instrumentation of the Muon Ionization Cooling Experiment
正在卢瑟福阿普尔顿实验室（RAL）建设的国际μ子电离冷却实验（MICE）将展示电离冷却的原理，作为减少μ子束所占相空间体积的技术。中微子工厂和μ子对撞机需要电离冷却通道。MICE将详细评估可行性研究2冷却通道的单个网格单元的性能。MICE μ子束已在RAL的ISIS同步加速器上建造，在MICE步骤I中，它已使用MICE束仪器系统进行了表征。本文介绍了MICE μ子束和束线装置。的μ介子率作为由MICE目标浸入ISIS质子束产生的束损失的函数。对于来自我们目标下游的ISIS束流损失监测器的1 V信号，我们获得了30 KHz的瞬时μ子速率，束中的π介子污染可以忽略不计。
2012-03-23 hep-ex physics.acc-ph
Progress in Muon Cooling and Moderation Techniques
University of Liverpool（利物浦大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Rutherford Appleton Laboratory（鲁瑟福·阿普尔顿实验室）
本文综述了μ子束冷却与慢化技术，包括电离冷却、慢化、摩擦冷却及激光电离等方法，旨在克服μ子寿命短导致的束流质量限制，为下一代μ子设施和精密实验提供途径。
2026-10-15 hep-ex physics.acc-ph
Helical channel design and technology for cooling of muon beams
基于螺旋螺线管（HS）磁体和氢加压RF（HPRF）腔等新发明，正在使用数值模拟开发用于捕获和冷却明亮μ子束的新型磁性螺旋通道设计。我们接近μ子对撞机所需的一百万个六维相空间（6D）缩减因子。最近的实验和模拟结果。
2012-02-07 physics.acc-ph
Low-energy muons via frictional cooling
低能μ介子束可用于一系列物理实验。我们考虑使用摩擦冷却的低能量μ子束的生产与小的能量扩散。作为输入光束，我们采取表面μ子源，如在保罗谢勒研究所。模拟结果表明，低能μ介子的产生效率可以提高到1%，这是显着高于目前的计划。
2010-01-18 hep-ex physics.acc-ph
Introduction to Muon Cooling
从基本概念出发，定义了μ子束冷却，介绍并简要讨论了实现μ子束冷却的技术。
2002-03-20 hep-ex physics.acc-ph
Hybrid Methods for Muon Accelerator Simulations with Ionization Cooling
μ子电离冷却涉及使粒子通过固体或液体吸收剂。设计μ子冷却通道需要仔细的模拟。已经开发了新的功能，包括在转移映射代码COSY Infinity中，以跟踪带电粒子在物质中的分布。为了研究μ子在物质中的通过，仅仅用转移图方法是不够的。束流光学和原子过程的相互作用必须用混合转移映射--Monte-Carlo方法来研究，其中转移映射方法描述粒子的确定性行为，Monte-Carlo方法用于提供解释粒子散射和离散的随机性质的修正。新方法的优点是，绝大多数的动态表示的快速应用程序的高阶传递映射的整个元素和累积的随机效应。预计速度的提高将简化通常需要计算的冷却通道的优化。所需的算法和它们的应用建模μ子电离冷却通道的发展进展的报告。
2018-06-12 physics.acc-ph
From Neutrino Factory to Muon Collider
在总结了中微子工厂和μ子对撞机之间的重要共同点之后，讨论了它们的主要区别。这些包括更大的冷却因子（六维发射度约为10^6），更少的μ子聚束（每个电荷可能只有一个），以及加速到更高的能量，这意味着一些冷却和加速子系统的技术选择显着不同。最后的储物戒指也大不相同。然而，中微子工厂可以作为通往μ子对撞机的关键垫脚石。
2011-02-08 hep-ph physics.acc-ph
Progress in Muon Cooling Research and Development
描述了MuCool的R&D计划。MuCool的目标是开发μ子束电离冷却所需的所有关键硬件。这项工作将导致更详细地了解这种硬件的建造和运营成本，以及可用于建造中微子工厂或μ子对撞机的优化设计。这项工作是由一个广泛的合作，包括物理学家和工程师从许多国家实验室和大学在美国和国外进行。预期的工作时间表将导致电离冷却足够好地建立，从而可以在本十年结束之前基于坚实的技术基础做出中微子工厂的建设决定。
2003-01-29 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Muon Transverse Ionization Cooling: Stochastic Approach
μ子的横向电离冷却被建模为μ子束在穿过Li或Be棒时的布朗运动。一个朗之万方程写的自由粒子的情况下（没有外部横向磁场）和一个谐波约束光束的情况下，在存在一个聚焦磁场。我们证明了众所周知的短吸收体的μ子冷却方程可以外推到一个长的吸收体棒与聚焦磁场存在的有用的情况下。
1995-03-31 acc-phys physics.acc-ph
First Demonstration of Ionization Cooling in MICE
卢瑟福阿普尔顿实验室的μ子电离冷却实验（MICE）研究了μ子的电离冷却。几百万个单独的μ介子轨道已经记录通过一系列的聚焦磁铁和液氢或氢化锂吸收剂在各种磁性配置。识别和测量μ子轨道的上游和下游的吸收体被用来研究的4D发射度的演变。本文介绍并讨论了这些结果。
2018-06-05 physics.acc-ph
Front End And HFOFO Snake For a Muon Facility
中微子工厂或μ子对撞机需要捕获和冷却大量的μ子。在中微子工厂和μ子对撞机的情况下，研究了质子源靶产生的μ的俘获、聚束、相能旋转和初始冷却等情况。它们需要一个从靶开始的漂移段、一个聚束段和一个通向冷却通道的α-δE旋转段。目前优选的冷却通道设计是横向和纵向冷却μ+和μ-的“HFOFO蛇形”配置。介绍了设计的现状，并讨论了各种变化。
2016-12-28 physics.acc-ph
A Non-Parametric Density Estimation Approach to Measuring Beam Cooling in MICE
国际μ子电离冷却实验（MICE）的目标是首次演示μ子束的电离冷却。它构成了未来中微子工厂或μ子对撞机研发的关键部分。预期的MICE精度要求开发可以解释任何影响的分析工具（例如，光学像差），这可能导致不准确的冷却测量。非参数密度估计技术，特别是核密度估计（KDE），允许非常精确地计算μ子束相空间密度及其由于冷却而增加。本文研究了核密度估计技术及其在测量MICE μ子束相空间体积减小中的应用。
2018-06-05 physics.acc-ph
A Helical Cooling Channel System for Muon Colliders
快速μ子束流六维相空间冷却是μ子对撞机的关键技术。螺旋冷却通道（HCC）使用嵌入在磁体系统中的氢加压RF腔，该磁体系统具有螺线管、螺旋偶极子和螺旋四极组件，其提供发射度交换和有效的6D束流冷却所需的连续分散。一系列的HCC段，每个依次较小的孔径，更高的磁场，和更高的RF频率，以匹配的光束尺寸，因为它是冷却，已被优化的数值模拟，以实现一个因素的105发射度减少在300米长的通道，只有40%的损失的光束。该HCC系统所需的硬件的概念设计和RF研究和HTS螺旋螺线管磁体原型的状态进行了描述。
2012-02-03 physics.acc-ph
Final Cooling With Thick Wedges for a Muon Collider
针对μ子对撞机最终冷却阶段，本研究开发并优化了基于致密楔块吸收体的4D冷却通道概念设计，通过G4Beamline和Python模拟优化，在x和y方向实现约3.5倍横向冷却，获得了优于以往设计的横向与纵向发射度。
2024-08-22 physics.acc-ph
Muon cooling: longitudinal compression
10 MeV/c的$μ^+$束流在5 T的磁场和几毫巴的氦气中停止。使用静电场，μ子“群”已被有效地压缩，从16厘米的长度下降到几毫米沿磁场轴（纵向压缩）。模拟再现了慢μ子在氦气中的低能相互作用。相空间压缩发生在微秒的量级上，与2 $μ$ s的μ子寿命兼容。这为制备高质量的μ子束铺平了道路。
2014-02-11 physics.acc-ph
On violation of the Robinson's damping criterion and enhanced cooling of ion, electron and muon beams in storage rings
讨论了罗宾逊阻尼准则的适用范围和超越该准则的储存环中粒子束的强化冷却问题。
2005-03-18 physics.acc-ph physics.class-ph
A Frictional Cooling Demonstration Experiment with Protons
μ子冷却是建造μ子对撞机的主要技术障碍。一种基于摩擦冷却的μ子冷却方案有望克服这一障碍。进行了一项旨在证明使用质子的绝热冷却概念的实验。虽然结果是不确定的冷却观察，数据允许资格的详细模拟，用于模拟μ子对撞机的性能。
2003-11-13 physics.acc-ph physics.ins-det
Phase Rotation, Cooling And Acceleration Of Muon Beams: A Comparison Of Different Approaches
欧洲核子研究中心正在进行实验和理论活动，目的是研究甚高通量中微子源的可行性。在本方案中，高功率质子束（约4兆瓦）轰击产生π介子的靶。在受控的光学条件下收集π介子并衰变为μ介子。μ子被冷却并加速到50 GeV的最终能量，然后被注入衰变环，在那里它们在明确定义的能量和发射度条件下衰变。我们提出了整个方案中最具挑战性的部分，μ子捕获，电离冷却和μ子加速的第一阶段。不同的方案，他们的性能和技术挑战进行了比较。
2000-08-15 physics.acc-ph
Ab Initio Liquid Hydrogen Muon Cooling Simulations with ELMS in ICOOL
本文给出了μ子通过液氢的新的理论结果，这些结果已在最近的实验中得到证实。这些被用来证明，μ子束可以被压缩电离冷却更有效地比以前的计算所建议的。μ子冷却依赖于μ子能量损失和散射的微分截面。我们从第一性原理和原子数据计算了液态H2的这个截面，避免了传统的假设。然后，通过折叠导出能量损失和散射在mm尺度厚度中的2-D概率图，并存储在数据库中。大的能量损失和散射之间的一阶相关性被发现为H2，这是在其他模拟中不存在。这个代码被命名为ELMS，能量损失和多重散射。单粒子轨迹可以通过蒙特卡罗方法从该数据库中以1 mm或更小的尺度进行采样来跟踪。6-D μ子冷却的显着改善预测与以前的预测的基础上GEANT。这是在各种几何检查。发现大的相关效应对冷却只有很小的影响。在MUSCAT实验中观察到的液态H2的实验散射最近被报道与ELMS预测吻合良好，但与GEANT模拟吻合不佳。
2006-09-22 physics.acc-ph
Muon Cooling Progress and Prospects for an S-channel Muon Collider Higgs Factory
基于μ子的加速器有可能使强度和能量前沿的设施成为可能。μ子储存环可以作为高精度的中微子源，μ子对撞机是TeV或多TeV对撞机的理想技术。近年来，μ子加速器设计的进展稳步推进。关于6D μ子冷却，现在存在提供超过5个数量级的发射度降低的详细且现实的设计。此外，探测器性能研究表明，适当的像素和定时分辨率，在对撞机探测器的背景可以显着减少，从而使高质量的物理结果。由于在μ子系统的设计和模拟、技术开发和系统演示方面的这些和其他进展，基于μ子存储环的中微子源和μ子对撞机似乎比以往任何时候都更可行。μ子对撞机现在可以说是多TeV轻子对撞机和S通道希格斯通道最引人注目的方法之一。
2015-11-04 hep-ex physics.acc-ph
A hybrid six-dimensional muon cooling channel using gas filled rf cavities
一种替代的冷却方法，以防止射频击穿磁场的描述，同时减少所有六个相空间尺寸的μ子束。在这个过程中，冷却是通过减少离散吸收器中的电离能损失来实现的，并且通过充气射频腔来补充仅在纵向方向上的动量损失。气体填充腔的优点是它们可以在磁场中以高梯度运行而不击穿。通过这种方法，我们证明了我们的通道可以实现6维相空间体积的几个数量级的减少。借助于数值模拟，我们证明了我们提出的通道的传输是可比的等效通道与真空射频腔。最后，我们讨论了气体和工作压力的选择的通道性能的敏感性。
2017-09-07 physics.acc-ph
RF cavity design and beam loading effects in the rectilinear cooling channel for a muon collider
European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究中心）；Northern Illinois University（北伊利诺伊大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文针对缪子对撞机直线冷却通道的束流负载问题，开展带束窗铜腔的RF设计与效应分析，提出考虑束流横向分布的新型数值补偿方法，为实现高亮度缪子对撞机提供关键技术支撑。
2026-08-10 physics.acc-ph
Emittance Measurement in MICE
μ子电离冷却是制备中微子工厂或μ子对撞机所需的高亮度光束的唯一实用解决方案。卢瑟福阿普尔顿实验室正在开发的μ子电离冷却实验（MICE）正在安装有史以来第一套粒子探测器，用于测量进出冷却室的200 MeV/c左右μ子束的发射率，并测量冷却室的性能。两个相同的“发射计”（一个在螺线管磁场中的精确的光纤跟踪器和一个50 ps的飞行时间站）测量每个μ子的六个相空间坐标。另一个TOF平面和两个切伦科夫计数器确保了入射μ子束的纯度。下游的电子/μ子量热计消除了衰变电子的污染。
2008-10-11 physics.acc-ph
Front End for a Neutrino Factory or Muon Collider
中微子工厂或μ子对撞机需要捕获和冷却大量的μ子。从质子源靶产生的μ的捕获、聚束、相能旋转和初始冷却的方案已经被开发出来，最初是中微子工厂方案。它们需要一个从靶开始的漂移段、一个聚束段和一个通向冷却通道的α-δE旋转段。重要的关注点是聚焦磁场内的射频限制和运输中的大损耗。目前优选的冷却通道设计是横向和纵向冷却μ+和μ-的“HFOFO蛇形”配置。介绍了设计的现状，并讨论了各种变化。
2017-11-29 physics.acc-ph
Progress Towards Completion of the MICE Demonstration of Muon Ionization Cooling
卢瑟福阿普尔顿实验室的μ子电离冷却实验（MICE）旨在通过与低Z吸收体材料的相互作用以及随后在RF直线加速器中恢复纵向动量来演示μ子束的$\approx$ 10%电离冷却。MICE第四步，包括夹在两个粒子跟踪光谱仪之间的第一个LH 2或LiH吸收单元，是该合作的近期目标。两个大型超导谱仪和一个聚焦线圈螺线管将在跟踪器和超导池体积中提供$\approx$ 4 T的磁场。描述了这些组件的状态，以及步骤V和VI的进展，包括在强磁场中提供所需8 MV/m梯度的8个RF腔;这需要RF驱动系统以1Hz重复率传送201 MHz频率的2 MW、1 ms脉冲，分配网络以正确的RF定相传送1 MW到每个腔，确定梯度和μ子渡越相位的诊断，以及开发直线加速器所需的大直径磁体。
2013-12-05 physics.acc-ph
Operation of normal-conducting RF cavities in multi-tesla magnetic fields for muon ionization cooling: a feasibility demonstration
电离冷却是产生明亮μ子束的首选方法。这种冷却技术需要在DC螺线管磁体的多特斯拉场内的正常传导、射频（RF）加速腔的操作。在这些条件下，腔体表现出对RF击穿的增加的敏感性，这可能损坏沟道组件并对沟道长度和传输效率施加限制。我们提出了一个解决问题的击穿在强磁场。我们报告，第一次，稳定的高真空，铜腔操作在梯度超过50 MV/m，并在外部磁场为3特斯拉。这消除了先前在电离冷却通道设计中固有的重大技术风险。
2018-07-10 physics.acc-ph
Quantum Mechanical Treatment of Transit-Time Optical Stochastic Cooling of Muons
在某些应用中，超快速随机冷却将是期望的，例如，为了提高μ子对撞机或中微子工厂中的最终亮度，其中短的粒子寿命严重限制了可用于减少束相空间的总时间。但是快速冷却需要非常高带宽的放大器，以限制来自邻近粒子的非相干加热效应。提出了一种渡越时间光学随机冷却方法，该方法利用高增益、高带宽的固体激光器对强磁场摇摆器中带电粒子束团的自发辐射进行放大。然后，该放大的光被反馈到第二摇摆器内的同一束上，具有适当的相位延迟以实现冷却。但在放大之前，任何一个粒子的可用信号都非常小，平均每一次通过都比一个光子少得多，这表明辐射应该用量子力学来处理，并提出了这样的疑问：这个微弱的信号是否包含足够的冷却所需的相位信息，以及它是否可以可靠地放大，以在每次通过时提供预期的冷却。对辐射和放大过程进行量子力学处理的动力学的仔细研究表明，快速冷却原则上是可能的，其冷却速率基本上与经典计算一致，前提是包括不可避免的放大器噪声的影响。因此，量子力学的不确定性并没有给光学冷却带来任何不可逾越的障碍，但确实建立了冷却速率和可实现发射率的下限。
2009-05-04 physics.acc-ph
6D Muon Ionization Cooling with an Inverse Cyclotron
本文介绍了一种充满LiH楔形体的大导纳扇形回旋加速器。μ子在螺旋状地进入中心群时被冷却。当动量趋近于零时，动量扩散也趋近于零。长长的一串火车聚在一起。能量损失用于将μ子注入回旋加速器的外缘。回旋加速器中物质的密度随半径的增加而递减。扇形回旋加速器磁场被转换成中心的方位对称磁瓶。氦气用于抑制正μ子形成μ 鎓。氘气被用来允许捕获的负μ子通过μ子催化的聚变过程逃逸。电离气体在中心的存在可以自动中和空间电荷。当一束训练已合并成一个中心群，它是轴向喷射与电动冲击脉冲。
2005-10-05 physics.acc-ph
Six-Dimensional Cooling Simulations for the Muon Collider
基于RFOFO环概念的两个冷却通道被考虑和模拟。其中之一是RFOFO螺旋，也被称为古根海姆。通道的螺旋形状解决了注入和提取问题以及吸收器过热问题。磁场中的RF击穿的问题在所谓的开放腔冷却通道晶格中解决，该开放腔冷却通道晶格在RF腔的虹膜中具有磁性线圈。这两个通道的跟踪研究的细节，并比较原始RFOFO冷却环设计的性能。
2009-10-14 physics.acc-ph physics.comp-ph
A Complete Scheme for a Muon Collider
给出了1.5 TeV质心μ子对撞机的生产、冷却、加速和环的完整方案，以及两台高能对撞机的参数。该计划从一个拟议中的中微子工厂的前端开始，该工厂产生两种μ子符号的束流。在长周期螺旋晶格中的六维冷却降低了纵向发射度，直到有可能将列车合并成单个束，每个符号一个。在所有维度上的进一步冷却被应用于进一步的螺旋晶格中的单束。最终横向冷却到所需的参数是在50吨级。
2007-09-18 physics.acc-ph
Recent Developments in Simulations of an Inverse Cyclotron for Intense Muon Beams
最近的一些发展导致了反回旋加速器的模拟，用于冷却中微子工厂和μ子对撞机的强烈μ子束。这样的装置可以作为一种新型的μ子束流冷却机制，而且它比其他冷却通道设计要小得多，也更便宜。现实的设计仍在探索中，但在逆回旋加速器中的粒子跟踪的第一个模拟，在回旋加速器核心的积累，已经完成了静电模拟的粒子在细胞的代码VORPAL。我们提出了一个概述的μ子逆回旋的概念和最近的模拟结果。
2010-08-19 physics.acc-ph
Low emittance muon beam in the 2 to 40 GeV energy range for muon and neutrino experiments
我提出了一个计划，以获得2至40 GeV的低发射度μ子束，不需要冷却，并在今天的技术资源，用于μ子加速器项目的早期调试，或者专用μ子和中微子参数测量。特别是，在22 GeV的归一化横向发射度为5 μ m时，μ子的速率为5 × 10^4 mu/s，在44 GeV的靶上从O（10^11）e+/s获得的能量扩展为1 GeV。这种发射率低于先进的发射率冷却技术的预期结果产生的质子对目标的介子，并代表了完整的μ子冷却研究的持续时间的替代方案。该方案的束流设计，以调整μ子束的能量在GeV的能量范围内的精确测量μ子和中微子的参数的需要。虽然与其他μ子源相比，它的速率很小，但它似乎并不代表其使用的大限制。此外，原则上，μ介子的速率可以随着更高的正电子速率的可用性而成比例地增加，这已经预见到未来的对撞机项目。
2021-04-26 physics.acc-ph
Development of a Frictional Cooling Demonstration experiment
μ子对撞机将开辟高能粒子物理研究的新领域，允许在TeV能量前沿进行精确测量。建造μ子对撞机的最大挑战之一是在与μ子寿命相当的时间尺度上制备μ子束。制冷是解决这一问题的一个潜在方案。在本文中，我们简要介绍了摩擦冷却和详细的摩擦冷却演示（FCD）实验在马克斯普朗克物理研究所，慕尼黑。FCD实验旨在验证摩擦冷却背后的工作原理，目前已进入调试阶段，并将很快开始数据采集。
2010-12-17 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Parametric-resonance Ionization Cooling of Muon Beams
下一代轻子对撞机需要冷却μ子束，以实现更高的亮度和更少的μ子。在本文中，我们提出了一个想法，结合电离冷却与参数共振，预计将导致μ子束具有更小的横向尺寸。我们描述了一个线性磁输运通道，其中诱导半整数共振，使得粒子在x-x'相空间中的正常椭圆运动变成双曲线，粒子在通道焦点处向较小的x和较大的x'移动。然后，放置在通道的焦点处的薄吸收体通过通常的电离冷却机制冷却光束的角发散，其中每个吸收体之后是RF腔。我们提出了一个参数共振电离冷却（PIC）的理论，从一个简单的四极聚焦光束线的背景下的基本原理。然后我们讨论了由色像差、球面像差和非线性场像差引起的失谐以及减小失谐所需的技术。我们讨论的要求，PIC伴随着发射度交换，以保持足够小的动量传播。PIC通道的例子，以及计算机模拟，旨在实际实施所描述的理论概念。
2012-05-15 hep-ex physics.acc-ph
6D Ionization Muon Cooling with Tabletop Rings
介绍了用相对较小的磁环实现六维μ子电离冷却的研究进展。正在探索的晶格包括具有边缘聚焦和强聚焦的缩放扇区回旋加速器，固定场交变梯度（FFAG）环。电离冷却由高压氢气提供，其去除横向和纵向动量。使用射频（RF）腔体取代损失的纵向动量，从而减少净横向发射度。较高动量μ子在氢中的较长路径长度以牺牲横向发射度为代价降低纵向发射度。因此，发射度交换允许这些环在所有六个维度上冷却，而不仅仅是横向冷却。或者，如果RF位于环之后，则可以通过阻止μ子螺旋旋转进入中央群来冷却μ子。当动量为零时，动量扩散也为零。由此产生的冷却μ子可以导致强烈的μ子束，这可能是中微子工厂或μ子对撞机的来源。
2005-01-18 hep-ex physics.acc-ph
Magnetic Field Expansion Out of a Plane: Application to Inverse Cyclotron Muon Cooling
在研究回旋加速器磁场中带电粒子的动力学过程中，通常在z = 0的中平面上取指定场B_z，其中B_r和B_θ均为零。B_r（r，theta，z）和B_theta（r，theta，z）可以简单地通过线性展开确定，线性展开假定B_z与z无关。但是，仅一阶展开可能不足以用于大z的轨道模拟。本文讨论了B_z（r，θ，z = 0）在z = 0中平面外的任意阶展开，并给出了简单的四阶展开例子。
2011-05-13 physics.acc-ph
Frictional cooling of positively charged particles
建造μ子对撞机的研究和发展的重点之一是μ子束的制备。摩擦冷却的模拟表明，它可以实现所需的发射度降低，产生高亮度μ子束。我们表明，对于带正电的粒子，电荷交换相互作用需要显着的变化，以前开发的计划带负电的粒子。我们还表明，箔为基础的计划是不可行的正粒子。
2011-11-14 hep-ex physics.acc-ph
The RFOFO Ionization Cooling Ring for Muons
实用的电离冷却环可以降低中微子工厂或μ子对撞机设计的成本或提高性能。这里模拟的环使用了逼真的三维场。环的性能与美国第二次中微子工厂研究中使用的线性冷却通道相比毫不逊色。理想环的归一化6D发射度降低了约240倍，而线性通道的归一化6D发射度仅为15倍。我们还研究了这种\textit{real-world}效应作为窗口的吸收体和射频腔，并留下空的晶格单元注入和提取。对于现实的条件下，环减少归一化的6D发射率的一个因素的49。
2005-04-14 hep-ex physics.acc-ph
Dispersion Suppression for Wedge-Based Final Cooling at a 10 TeV Muon Collider
University of Chicago（芝加哥大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
针对10 TeV缪子对撞机，设计并模拟了一种色散抑制通道，将目标方向色散降至0.001 m，作为高场螺线管方案的替代。
2026-06-25 hep-ex physics.acc-ph
