Imaging Techniques for Relativistic Beams: Issues and Limitations
利用成像技术对直线对撞机（ILC和CLIC）加速器中低功率光束的横向轮廓进行了表征。基于费米实验室A0光电注入器的低能测试，提出了用拦截闪烁体或光学过渡辐射屏成像相对论性光束的问题和局限性的评估，并计划用于费米实验室的高级超导测试加速器。
2012-02-29 physics.acc-ph
High Luminosity Issues for DAPhNE Upgrade
我们给出了一个概述的演示文稿和讨论在加速器工作组会议期间，致力于高亮度的问题，为未来的升级弗拉斯卡蒂e+e-Phi-工厂DAPhNE在研讨会“e+e-在1-2 GeV的范围：物理和加速器的前景”在阿尔盖罗（意大利）2003年9月10日至13日举行。
2004-01-26 physics.acc-ph
Issues and R&D Required for the Intensity Frontier Accelerators
我们讨论了强度前沿加速器所需的主要问题和研发，因此为2013年APS/DPF社区夏季研究（Snowmass-2013）提供了投入。
2013-05-29 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Potential and Issues for Future Accelerators and Ultimate Colliders
粒子对撞机是粒子和核物理学中非常成功的工具。目前存在的加速器的未来趋势和局限性是什么，是否有可能的替代方法？终极对撞机会是什么样子？本演讲探讨了一些挑战和可能的解决方案。加速单个粒子而不是热分布可以允许在没有背景的情况下探索更受控的相互作用。此外，在可预见的未来，成本驱动因素可能是大型加速器最重要的限制因素，因此强调了降低成本的新兴技术。
2018-11-29 hep-ex physics.acc-ph
Proceedings of the CAS - CERN Accelerator School: Superconductivity for Accelerators, Erice, Italy, 24 Apr - 4 May 2013
这些会议记录整理了CERN加速器学校（CAS）组织的第27期专业课程的讲座。该课程于2013年4月24日至5月4日在意大利埃里切的埃托雷·马约拉纳基金会和科学文化中心举办。在关于基本加速器物理学和超导性的概括性讲座之后，课程涵盖了与加速器用超导射频系统和超导磁体的设计、生产和操作有关的主题。与会者进行了六个案例研究之一，以获得与超导系统设计有关的问题的“实践”经验。一系列专题讨论会结束了该方案。
2015-02-10 physics.acc-ph
The CEPC Clock Issue and Finetuning of the Circumference
本文研究了CEPC的时钟协调问题，确定束团间距为23.08 ns的整数倍、主时钟频率为43.33 MHz，并提出将周长微调至99955.418 m以优化探测器运行。
2025-09-23 physics.acc-ph
Beam halo from Touschek scattering in the KEK Accelerator Test Facility
束晕是强流加速器中限制机器性能和引起放射性活化的关键问题之一。束晕形成的清晰图像对于成功抑制不期望的束流损失是非常重要的。我们目前的数值和实验研究的横向和纵向晕在KEK加速器测试设备。在各种条件下的预测和观测之间的公平的一致性表明，Touschek散射是形成水平和动量晕的主导机制。
2021-09-14 physics.acc-ph
The Conversion of CESR to Operate as the Test Accelerator, CesrTA, Part 3: Electron Cloud Diagnostics
康奈尔大学的电子/正电子储存环（CESR）在2008年5月开始的一系列加速器关闭过程中进行了修改，这大大提高了其粒子加速器的研发能力。CESR的能量跨度从1.8到5.6 GeV，电子和正电子都使其成为研究广泛的加速器物理问题和与当前光源和未来轻子阻尼环相关的仪器的理想选择。此外，其中一些也与质子加速器的束流物理有关。本文是描述CESR转换为测试加速器CesrTA的四篇文章中的第三篇。前两篇论文讨论了将储存环转换为能够研究高级加速器物理问题的仪器的总体计划以及真空系统升级的细节。本文着重于必要的发展，新的仪器，位于四个专门的实验区，能够研究等现象，如电子云（EC）和方法，以减轻EC的影响。本系列的第四篇论文描述了超导摇摆器的真空系统改造，以适应摇摆器内EC行为研究的诊断仪器。虽然CesrTA最初的研究集中在与国际直线对撞机阻尼环设计相关的问题上，但CesrTA是一个非常通用的储存环，能够研究广泛的加速器物理和仪器问题。
2016-03-31 physics.acc-ph
Computational accelerator science needs towards laser-plasma accelerators for future colliders
激光等离子体加速器由于其高梯度，有可能将未来高能物理直线加速器的尺寸减小一个数量级以上。目前的研究正在进行中，包括LBNL的BELLA PetaWatt激光器，以实现高质量的10 GeV光束和多个模块的分段，以及注入和光束质量的控制。通往高能物理应用的道路可能涉及数百个这样的阶段，包括束流传输、调节和聚焦。目前的研究重点是解决未来对撞机详细概念设计所需的物理和研发挑战。在这里，用于模拟这些加速器和他们的资源需求的工具进行了总结，无论是目前的工作，并支持R&D解决问题的对撞机概念。
2013-09-28 physics.acc-ph
Fixed-Field Alternating-Gradient Accelerators
本文综述面向医疗应用的FFAG加速器，梳理其基本原理、束流动力学问题、现有医用设计及治疗机架方案，阐明其在强子治疗中的潜力。
2016-04-18 physics.acc-ph
Electron Cloud Effects in Accelerators
我们提出了一个简短的总结的各个方面的电子云效应（ECE）在加速器。欲了解更多详情，鼓励读者参考许多以前的研讨会，无论是专门讨论EC或具有重要EC内容，包括整个“ECLOUD”系列[122]。此外，各种粒子加速器会议的会议记录[23]包含大量与EC相关的出版物。ICFA束流动力学通讯系列[24]包含一个专门的问题，和几个偶尔的文章，EC。一个广泛的参考数据库是EC上的LHC网站[25]。
2013-10-07 physics.acc-ph
The Conversion of CESR to Operate as the Test Accelerator, CesrTA, Part 1: Overview
康奈尔大学的电子/正电子储存环（CESR）在2008年5月开始的一系列加速器关闭过程中进行了修改，这大大提高了其粒子加速器的研发能力。CESR的能量跨度从1.8到5.6 GeV，电子和正电子都使其成为研究广泛的加速器物理问题和与当前光源和未来轻子阻尼环相关的仪器的理想选择。此外，其中一些也与质子加速器的束流物理有关。本文概述了动机，设计和转换的CESR的测试加速器，CesrTA，增强研究等主题的低发射度调谐方法，电子云（EC）的影响，束内散射，快离子不稳定性，以及一般改进束流仪器。虽然CesrTA最初的研究集中在与国际直线对撞机（ILC）阻尼环设计相关的问题上，但CesrTA是一个非常灵活的储存环，能够研究广泛的加速器物理和仪器问题。本文件载有一套文件的大纲和基础，记录了储存环的重新配置和上述研究所需的相关仪器。进一步的细节可以在这些文件中找到。
2015-05-04 physics.acc-ph
Driver Accelerator Design for the 10 kW Upgrade of the Jefferson Lab IR FEL
杰斐逊实验室红外自由电子激光器的升级正在建设中。它将在2-10微米的波长范围内提供10千瓦的输出光功率。自由电子激光器将由一个中等大小的80-210 MeV，10 mA的能量回收超导RF（SRF）直线加速器驱动。摇摆器、低束能量和高束电流的严格相空间要求使设计受到许多约束。这些都是由于横向和纵向相空间管理的需要，集体现象（空间电荷，尾流场，束分裂（BBU）和相干同步辐射（CSR））的潜在影响，以及自由电子激光和加速器RF系统之间的相互作用。本报告解决了这些问题，并提出了一个加速器的设计解决方案，满足物理现象和操作的必要性所提出的要求。
2000-08-10 physics.acc-ph
The Conversion of CESR to Operate as the Test Accelerator, CesrTA, Part 2: Vacuum Modifications
康奈尔大学的电子/正电子储存环（CESR）在2008年5月开始的一系列加速器关闭过程中进行了修改，这大大提高了其粒子加速器的研发能力。CESR的能量跨度从1.8到5.6 GeV，电子和正电子都使其成为研究广泛的加速器物理问题和与当前光源和未来轻子阻尼环相关的仪器的理想选择。此外，其中一些也与质子加速器的束流物理有关。本文是四篇文章中的第二篇，讨论了将CESR转换为测试加速器CesrTA所需的真空系统的修改，以增强对低发射度调谐方法、电子云（EC）效应、束内散射、快离子不稳定性以及束流仪器的一般改进等主题的研究。另一篇论文介绍了超导摇摆器的真空系统改造，以适应摇摆器内EC行为的研究诊断仪器。虽然CesrTA最初的研究集中在与国际直线对撞机（ILC）阻尼环设计相关的问题上，但CesrTA是一个非常灵活的储存环，能够研究广泛的加速器物理和仪器问题。
2015-06-26 physics.acc-ph
Beam Dynamics for ARIA
对一种新型线性感应电子加速器的束流动力学问题进行了评估，该加速器是为大型爆炸驱动流体动力学实验的闪光照相而设计的。特别注意平衡束传输，可能的发射度增长，和束稳定性。它的结论是，射线照相质量束将产生可能的，如果工程标准和施工细节是等同于目前的射线照相加速器在洛斯阿拉莫斯。
2015-03-23 physics.acc-ph
The Conversion of CESR to Operate as the Test Accelerator, CesrTA, Part 4: Superconducting Wiggler Diagnostics
康奈尔大学的电子/正电子储存环（CESR）在2008年5月开始的一系列加速器关闭过程中进行了修改，这大大提高了其粒子加速器的研发能力。CESR的能量跨度从1.8到5.6 GeV，电子和正电子都有，这使得它适合于研究与当前光源和未来轻子阻尼环有关的各种加速器物理问题和仪器。此外，其中一些也与质子加速器的束流物理有关。本文是四篇文章中的最后一篇，介绍了超导摇摆器的真空系统改造，以适应研究摇摆器内电子云（EC）行为的诊断仪器。早期的论文提供了一个概述的加速器物理程序，一般修改CESR，必要的转换CESR的测试加速器，CesrTA，增强研究低发射度调谐方法，EC效应，束内散射，快离子不稳定性，以及一般改进束仪器的真空系统的修改。虽然CesrTA最初的研究集中在与国际直线对撞机阻尼环设计有关的问题上，但CESR是一个非常通用的储存环，能够研究广泛的加速器物理和仪器问题。
2016-10-18 physics.acc-ph
Accelerator Vacuum Windows: A Review of Past Research and a Strategy for the Development of a New Design for Improved Safety and Longevity for Particle Accelerators
费米实验室继续进行真空窗研究，本文将研究具有成本效益的一致性设计，这些设计在安全性和成本方面对加速器实验室产生巨大影响。如设计，材料，分析，测试和制造的问题得到解决，包括光束散射图和材料的成本效益分析和检查不同的材料，可以潜在的替代铍。以前的研究论文已经审查了目前的制造和设计技术，也在费米故障模式，本文探讨了以前的研究，除了新兴技术。HEP实验室在世界各地采取了许多不同的途径，取得了不同的成功。真空窗的发展历史是广泛的，并没有很好地定义，和一个矩阵的研究已经做了什么材料和真空窗的联合设计将显示。本报告最后包括真空窗口技术的论文和对新兴设计和材料的看法，并讨论了未来的研究进展，如制造技术，包括增材制造和超声波焊接。对这些的进一步探索将证明有利于开发更安全、更坚固、同时对光束更透明的真空窗。
2019-12-06 physics.acc-ph
Coupled multiphysics analysis of a 4-vane RFQ accelerator under high power operation
四叶片射频四极杆（Radio Frequency Quadrupole，简称UHF）的射频谐振四象限机械结构具有高品质因数和窄带宽，导致在高功率操作下对由热膨胀引起的频率失谐具有高灵敏度，因此最小化频率误差和提供动态调谐是非常重要的设计问题。在这里，我们描述了一种优化方法，以找出一个合适的冷却设计的4叶片涡轮机在稳态。此外，我们还研究了加速器在瞬态热分析中的响应，这有助于指导调试和减少频率失谐。以新近研制的176 MHz四叶片涡轮机为例，利用CST和ANSYS进行了多物理场分析。当达到80 kV的叶片间电压时，该整流器将消耗211 kW，这是在5.3米内将80 mA质子从65 keV加速到2.5 MeV所需的。
2022-03-11 physics.acc-ph
A Staged Muon Accelerator Facility For Neutrino and Collider Physics
以μ子为基础的设施提供了独特的潜力，可以在中微子工厂的强度前沿和μ子对撞机的能量前沿提供能力。它们依赖于一种具有挑战性参数的新技术，其可行性目前正在由μ子加速器计划（MAP）进行评估。一个现实的情况下，一系列的补充阶段的设施，在每个阶段的复杂性和显着的物理潜力已经开发。它利用并利用了费米实验室已规划的功能，特别是通过质子改进计划（PIP-II）和长基线中微子设施（LBNF）启动的加速器综合体长期改进战略。每个阶段都旨在提供研发平台，以验证后续阶段所需的技术。的理由和顺序的分期过程和关键问题要解决的每个阶段，提出。
2015-02-05 physics.acc-ph
Field Emission in CEBAF's Superconducting RF Cavities and Implications for Future Accelerators
场致发射是粒子加速器超导射频的关键问题之一。当存在时，它直接或通过在2K下的诱导热负荷来限制操作梯度。为了最大限度地减少粒子污染，从而在CEBAF SRF腔在组装过程中的场发射，冷陶瓷RF窗口被放置在非常接近加速腔。作为一个意想不到的结果，窗口是由场发射电子充电，使得有可能监测和模拟场发射CEBAF腔，因为在隧道操作开始。从1995年1月30日到2003年2月10日，有64例腔场发射的自发发作或变化，每次事件的可用梯度平均下降1.4（sigma 0.8）MV/m。事件前梯度的分数损失平均为0.18（sigma 0.12）。该事件计数对应于每个腔每世纪2.4个事件，或CEBAF每年8个事件。据推测，场致发射的变化是由于吸附的气体积累。这一点和其他观测结果对国际直线对撞机（ILC）和其他未来加速器的可能影响将被讨论。
2007-10-02 physics.acc-ph
Design, fabrication and measurement of the first rounded damped detuned accelerator structure (RDDS1)
作为JLC/NLC研究计划的一部分，我们开发了一种新型的优化圆形腔阻尼失谐加速器结构（RDDS）。本文讨论了该系列中第一种结构（RDDS 1）的一些重要研发方面。设计方面包括亚MHz精度的单元设计，HOM失谐，耦合和阻尼技术以及尾场模拟。所涵盖的制造问题是具有微米精度的超精密电池加工、组装和扩散接合技术，以满足书架、直线度和电池旋转对准要求。所描述的测量是单腔和整个加速器部分的RF特性，以及来自SLAC的ASSET测试的尾场。最后，还讨论了未来的改进。
2000-09-06 physics.acc-ph
Overview and Issues of Experimental Observation of Microbunching Instabilities
现代自由电子激光（FEL）加速器和驱动器所需的超亮光束的产生通常依赖于基于弯曲的聚束压缩，这通常导致微聚束不稳定性。在压缩之后，光谱增强甚至通过纵向空间电荷（LSC）阻抗延伸到可见波长。光学渡越辐射（OTR）屏已广泛用于亮束的横向电子束尺寸测量，但电子束或前沿尖峰中这种纵向微结构（微聚束）的存在可能会导致强烈的局部相干增强（COTR）掩盖实际束轮廓。一般来说，我们已经观察到的影响，在射频光阴极（PC）注入直线加速器与回旋压缩，因为一个R56项是必要的。在过去，COTR仅在S波段和L波段单束团压缩或双束团压缩的光注入直线加速器中有报道。驱动激光调制和电荷散粒噪声被怀疑是造成这种情况的原因。我们现在有证据的影响，在射频PC枪注入直线加速器和电子阴极（TC）枪注入直线加速器（后者不涉及驱动激光器）。自从第一次观测以来，已经做出了重大努力来表征、建模和减轻COTR对束流诊断的影响。最新的最先进的诊断这些影响将给出说明的例子在直线加速器相干光源（LCLS），弹簧8紧凑型SASE源（SCSS），弹簧8埃紧凑型自由电子激光（SACLA），先进的光子源（APS），和下一个直线对撞机测试加速器（NLCTA）。这些观察结果仍然是加速器社区感兴趣的。
2014-09-05 physics.acc-ph
Test samples and infrastructure for accelerator magnet developments
由于磁铁的训练功能，LHC仍然不能以全能量运行。高场实用超导体（Nb 3Sn）显示出比NbTi差得多的训练行为。大多数磁体性能问题都与淬火有关，我们需要了解这种现象及其依赖关系，才能在磁体中成功解决这些问题。出于实用和科学的原因，很难在真正的磁铁中研究潜在的机制。可用的数据表明，在失超位置模拟当地条件可能足以很好地理解是什么驱动了观察到的行为。“本地”条件意味着通过在具有可控条件（包括外部磁场和力场）的设施内供电的电缆/“堆叠”的小样本进行仿真。本文讨论了这种方法的必要性，同时回顾了目前淬火研究的认识和方向，并指出了现有技术的不足。要实现持续和负担得起的发展，就需要改善设施和改变观点。
2022-03-14 physics.acc-ph
Conceptual Design Report of Super Tau-Charm Facility: The Accelerator
本文介绍了新一代正负电子对撞机超级陶粲设施（STCF）加速器的概念设计，涵盖其双环对撞机与注入器设计、技术挑战及研发计划，旨在支持未来基本物理问题的研究。
2025-09-16 hep-ex physics.acc-ph
Collider design issues based on proton-driven plasma wakefield acceleration
最近的模拟表明，高能质子束可以激发强等离子体尾场，并在单个加速阶段将一束电子加速到能量前沿。因此，它为使用现有高能质子机器（例如Tevatron或LHC）的质子束的紧凑型未来对撞机设计铺平了道路。本文讨论了在欧洲核子研究中心现有加速器基础上设计一台小型正负电子直线对撞机和一台电子质子对撞机的一些关键问题。
2014-04-24 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
Advances in MgB$_2$ Superconductor Applications for Particle Accelerators
2001年发现的MgB $_2$超导体具有二硼化镁独特的化合物特性，与NbTi超导体相比，具有更高的临界温度和临界场。由于其在高温操作中的优越能量平衡以及由于较高的临界温度和热容而具有的优异稳定性和操作裕度，其应用正在扩大。本文综述了MgB $_2$在粒子加速器超导输电（超导链路）和超导磁体领域的应用进展，并简要讨论了其未来的发展前景和改进方向，如抗辐射问题和低成本的制造，以获得更广泛的应用和产业化。
2022-02-17 physics.acc-ph physics.app-ph
Mathematical and Numerical Methods for Non-linear Beam Dynamics
加速器物理中的非线性效应对于加速器的成功运行和设计阶段都很重要。由于这两个方面密切相关，因此在本概述中将一并讨论。一些最重要的方面是很好地描述了建立在其他领域的物理和数学的方法。治疗将集中在粒子物理实验中使用的加速器的问题。虽然主要的重点将放在加速器物理问题上，但也将讨论一些更普遍感兴趣的方面。特别是，我们表明，在最近几年已经建立了一个框架来处理复杂的问题，在一致的形式，技术上优于和概念上比传统技术简单。了解粒子束稳定性的需要大大促进了新技术的发展，并且是可以通过实验验证的例子的重要来源。不幸的是，这些发展的文件往往是穷人，甚至没有出版，在许多情况下，只有作为讲座或会议记录。
2016-01-20 physics.acc-ph
Microlens Array Laser Transverse Shaping Technique for Photoemission Electron Source
在电子加速器中使用的光发射电子源中遇到的一个常见问题是由于在放大的所有阶段的非理想条件而导致的激光光斑的失真。在阴极处的这种激光光斑可能产生不对称的带电光束，这将导致由于加速的早期阶段的空间电荷而导致的光束质量的劣化，并且不能最佳地利用阴极表面。本文研究了在费米加速器科学技术（FAST）和阿贡尾场加速器（AWA）上使用微透镜阵列来显著改善紫外光电阴极上驱动激光脉冲横向均匀性的可能性。特别是，我们讨论了在光阴极的均匀性和周期性图案形成的实验表征。最后将实验结果与近轴分析、光线追迹和波前传播软件进行了比较。
2016-09-06 physics.acc-ph
The Case for Muon-based Neutrino Beams
在可预见的未来，美国的高能物理加速器能力将用于研究中微子部门的物理学。在这种情况下，探索计划中的中微子振荡计划的敏感性和限制系统效应是有用的，这样我们就可以评估必须解决的问题，以确保这些努力的成功。只有这样，我们才能最终阐明所涉及的基本物理过程。我们的结论是，只有在未来的某个时候，能够部署μ子加速器的能力，才能保证成功。这种能力提供了唯一的途径，以精确的中微子束，研究和减轻，在百分之一以下的水平，未来的振荡测量的限制系统的问题。因此，这一分析强烈主张维持一个可行的加速器研究计划，以实现未来的μ子加速器能力。
2014-11-04 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Accelerator system for the PRISM based muon to electron conversion experiment
下一代轻子味破坏实验需要高强度、高质量的μ子束。产生这种束需要向π介子产生靶发送短的高强度质子脉冲，捕获π介子并在大型接受传输系统中收集产生的μ介子。在PRISM项目中提出的专用FFAG环中，通过对μ介子束施加射频相位旋转，可以显著提高束流质量，从而减少束流的动量扩散，并去除不需要的成分，如π介子或次级质子。一个PRISM工作组正在解决加速器和探测器的问题，需要解决，以实现PRISM实验。介绍了所需质子束流参数、PRISM实验原理和FFAG基线设计。示出了PRISM FFAG环的替代设计的频谱。介绍了注入式和射频式环网系统的研究进展。最后对该领域的研究现状和未来发展方向进行了讨论。
2013-10-02 physics.acc-ph
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
Numerical Analysis of Space Charge Effects in Electron Bunches at Laser-Driven Plasma Accelerators
激光驱动等离子体加速器（LPA）已经成功地产生了高能量，高电荷的电子束，可以达到许多kA的峰值电流，在短距离内。空间电荷的问题，即使在传输线一样简单的漂移部分，必须仔细考虑，因为它们可以降低光束质量，防止任何进一步的应用程序，这样的电子束。我们用数值模拟的方法分析了电子束团中的空间电荷效应，以评估它们对电子束的影响。我们使用LPA光束参数发表在以前的实验研究。这些研究可以给出一个指示的工作点，空间电荷可以占主导地位的束流动力学，并已考虑到在这种光束的应用。
2010-11-23 physics.acc-ph physics.plasm-ph
The International Linear Collider Technical Design Report - Volume 3.II: Accelerator Baseline Design
《国际直线对撞机技术设计报告》分四卷描述了一个500 GeV质量中心能量直线电子-正电子对撞机的物理情况和设计，该对撞机采用超导射频技术，使用铌腔作为加速结构。加速器可以扩展到1 TeV，也可以作为希格斯工厂在250 GeV左右和Z 0极上运行。给出了加速器的综合价值估计，以及相关的不确定性。结果表明，没有重大的技术问题有待解决。一旦选定地点并进行必要的现场工程，即可立即开始施工。TDR还提供了两个高性能探测器的基线文档，这两个探测器可以通过在“推拉”配置中移入和移出光束线来共享ILC亮度。这些探测器，ILD和SiD，详细描述。它们构成了一个世界级实验计划的基础，该计划有望大大增加我们对宇宙演化基本过程的理解。
2013-06-26 physics.acc-ph
The International Linear Collider Technical Design Report - Volume 3.I: Accelerator R&D in the Technical Design Phase
《国际直线对撞机技术设计报告》分四卷描述了一个500 GeV质量中心能量直线电子-正电子对撞机的物理情况和设计，该对撞机采用超导射频技术，使用铌腔作为加速结构。加速器可以扩展到1 TeV，也可以作为希格斯工厂在250 GeV左右和Z 0极上运行。给出了加速器的综合价值估计，以及相关的不确定性。结果表明，没有重大的技术问题有待解决。一旦选定地点并进行必要的现场工程，即可立即开始施工。TDR还提供了两个高性能探测器的基线文档，这两个探测器可以通过在“推拉”配置中移入和移出光束线来共享ILC亮度。这些探测器，ILD和SiD，详细描述。它们构成了一个世界级实验计划的基础，该计划有望大大增加我们对宇宙演化基本过程的理解。
2013-06-26 physics.acc-ph
Dynamical Systems, Representation of Particle Beams
本文对加速器物理中的动力学系统作了一个概述，并提出了几个有待解决的问题。还提到了未来可能的一些发展。没有提供支持这些观点的技术细节。
2020-06-25 physics.acc-ph
Subrelativistic electron source for Dielectric Laser Acceleration, elements of design
我们描述并讨论了一个创新的亚相对论电子源的解决方案，基于脉冲直流枪，包括线性（1D）场发射阵列（FEA）与激光介质加速器（DLA）阶段立即。该设置旨在避免任何标准的加速器组件（静电或磁宏观偶极）。部分诊断，包括光谱仪和所有诊断，计划依赖于纳米结构。然后，整个设置-脉冲源，激光和测量端除外-应封闭在一个分米范围的真空室。这篇论文的目的是提出实验方向，我们实验室内部对此进行了讨论。然而，我们也应该注意到我们实际工作中的理论问题，这些问题可能会在下一个工作中提出。
2017-12-05 physics.acc-ph
Failure modes and downtime of radiotherapy linear accelerators and Multi-Leaf Collimators in Indonesia
在低收入和中等收入国家（LMICs），缺乏平等获得放射治疗直线加速器（LINAC）的机会是癌症治疗的一个重大障碍。除了成本问题外，LMIC中最先进的LINAC也存在鲁棒性问题，这些LINAC会受到机械和电气故障的影响，这可能导致几天到几个月的停机时间。最近的研究发现，低收入国家（尼日利亚、博茨瓦纳）和高收入国家（HIC、英国）之间的故障频率和停机时间存在差异，并强调需要更多的数据和研究，特别是与多叶准直器（MLC）相关的数据和研究。本研究分析了来自14家印度尼西亚医院的数据，共有19个LINAC，并显示了放射治疗LINAC失败的途径和故障频率，并额外关注多叶准直器（MLC）子系统。我们发现，整个印度尼西亚的LINAC停止运行的时间是HIC的7倍，印度尼西亚LINAC的平均故障间隔时间为341.58小时，或约14天。此外，在装有MLC的LINAC中，$59.02^{+1.98}_{-1.61}$ %的机械故障是由MLC引起的，$57.14^{+0.78}_{-1.27}$ %的需要更换组件的病例与MLC有关。这些结果概述了重新评估当前一代RT LINAC的必要性，并最终致力于指导未来的设计对所有环境都足够强大。
2021-11-08 physics.acc-ph physics.med-ph
Simulation of Polarized Beams from Laser-Plasma Accelerators
偏振粒子束的产生仍然依赖于传统的粒子加速器，其通常在规模和预算上都非常大。基于激光驱动尾流场加速的概念在过去几十年中得到了大力推广。尽管在对基本物理现象的理解方面取得了许多进展，但一个基本上未被探索的问题是粒子自旋如何受到等离子体的巨大磁场的影响，从而产生高度偏振的光束。目前，ATHENA联盟内的Forschungszentrum Jülich（德国）、克里特大学（希腊）和上海SIOM（中国）的团队正在共同努力实现基于激光等离子体的偏振光束加速器。作为第一步，我们已经从理论上研究和确定的机制，影响光束的偏振在激光等离子体加速器。然后，我们进行了一组粒子在细胞模拟的加速电子和质子束从气体和箔靶。我们可以证明，如果采用高密度的预偏振气体靶，可以产生强偏振光束。在这些程序中，我们进一步提出，HT和HCl气体目标中的质子的极化在很大程度上是保守的激光尾场加速过程中，即使质子能量进入多GeV制度。这种极化的电子、质子、氘核和$^{3}$ He离子源目前正在于利希建造。（多）PW激光设施PHELIX（GSI达姆施塔特）和SULF（上海）的原理验证测量正在准备中。
2020-02-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Plasma wakefield dynamics of self-generated electron bunch trains
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本研究通过激光驱动尾场加速器中的下坡注入产生具有周期性能量间隔的准单能电子束团，利用尾场的相对论性延长和相空间旋转实现能量压缩，并通过粒子模拟揭示其形成与演化机制。
2026-06-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Neural Networks as Effective Surrogate Models of Radio-Frequency Quadrupole Particle Accelerator Simulations
本文提出基于Julia和GPU训练的神经网络替代模型，以20万样本实现RFQ仿真所有输出参数<6%误差，并用于多目标优化选择最优设计。
2024-03-15 physics.acc-ph physics.comp-ph
