Simulation of Channeling and Radiation of 855 MeV Electrons and Positrons in a Small-Amplitude Short-Period Bent Crystal
本文研究了相对论电子和正电子通过小振幅、短周期周期弯曲的硅晶体时的散射和辐射。通过数值模拟，对不同弯曲幅度下的沟道过程进行了综合分析。的沟道的功能突出，并阐明在分析开发的连续电位近似。计算并讨论了辐射谱。
2016-06-09 physics.acc-ph
Photon emission by an ultra-relativistic particle channeling in a periodically bent crystal
本文详细分析了超相对论带电粒子沿横向声波周期性弯曲的晶面沟道所产生的新型波荡器辐射，以及限制观察这种现象的条件。这种机制使得电磁辐射的产生成为可能，自发的和受激的，在宽范围的光子能量中发射，从X射线到伽马射线。
2001-09-18 physics.acc-ph
Planar channeling of 855 MeV electrons in a boron-doped (110) diamond undulator -- a case study
本研究利用 CVD 方法制备硼掺杂金刚石波荡器，通过 MAMI 加速器 855 MeV 电子束进行平面沟道实验并结合模拟计算，虽未观测到波荡器峰但确定了最佳观测角，同时散射分布实验揭示了单晶相干散射抑制与再沟道现象。
2024-11-12 physics.acc-ph
Simulations of electron channeling in bent silicon crystal
我们报告的弯曲硅晶体中的电子沟道的理论模拟的结果。使用MBN Explorer包[2，3]的新开发部分[1]计算晶体中超相对论电子的动力学，该部分通过将相对论运动方程与考虑射弹和晶体原子之间的相互作用相结合来模拟晶体介质中的经典轨迹。采用蒙特卡罗方法对入射电子进行采样，并考虑晶体原子的热振动。本文研究了入射能量为195- 855 MeV，弯曲晶体曲率不同时，沿Si（110）晶面的电子沟道。
2013-07-25 physics.acc-ph
Channeling and Radiation of 855 MeV Electrons and Positrons in Straight and Bent Tungsten (110) Crystals
用\MBNExplorer软件包模拟了855 MeV电子和正电子在直和弯钨（110）晶体中的平面沟道。的弯曲半径的宽范围内的模拟结果进行了分析，在通道接受度，decanchantering长度，和发射的辐射的光谱分布。将计算结果与其它理论的预测以及与（110）取向金刚石、硅和锗晶体的数据进行了比较。
2016-11-15 physics.acc-ph
Feasibility of an electron-based crystalline undulator
通过超相对论电子在周期性弯曲晶体中的平面沟道效应，证明了在光谱的伽马区域中产生强有力的波荡器型单色辐射的可行性。结果表明，基于电子的晶体波荡器比基于正电子的晶体波荡器工作在更高的束流能量范围内。对50GeV电子在Si中沿（111）晶面的沟道效应进行了数值分析。
2006-11-01 physics.acc-ph
Electron-based crystalline undulator
我们讨论了一种基于超相对论电子在周期性弯曲晶体中的平面沟道效应的新型晶体波荡器的特性。它表明，基于电子的波荡器是可行的，在几十个GeV的范围内的束能量，这是显着高于能量间隔允许在基于正电子的波荡器。数值分析了20和50 GeV电子在金刚石和硅晶体中沿（111）晶面沟道的波荡器主要参数以及波荡器辐射特性。
2007-01-30 physics.acc-ph
Channeling of electrons and positrons in straight and periodically bent diamond(110) crystals
本文对金刚石（110）晶体中电子和正电子的沟道特性进行了系统的数值分析。我们分析了发射的辐射强度对射弹能量以及弯曲振幅的依赖性。提出的分析是基于沟道过程的精确数值模拟的理由。模拟参数，如晶体的晶体取向，厚度和弯曲参数以及射弹的能量，被选择为与过去和正在进行的实验中使用的参数相匹配。辐射光谱中出现的特殊性归因于各种辐射机制的相互作用。所进行的分析可用于预测和解释未来的实验结果。
2019-12-03 physics.acc-ph
Electron channeling experiments with bent silicon single crystals -- a reanalysis based on a modified Fokker-Planck equation
在60 $μ$ m厚、弯曲半径为0.15 m的硅单晶中，在超相对论电子的（111）沟道处观察到一个令人惊讶的小的去沟道长度。实验在3.35和14 GeV之间的束流能量在先进加速器实验测试设施（FACET在SLAC，美国）进行。本文指出，在平面晶体中引入晶体弯曲后，用修正的Fokker-Planck方程可以很好地再现小的退相干长度。受这一结果的鼓舞，人们重新考虑了在美因茨微电子MAMI进行的（110）硅波荡器晶体的实验。用修正的Fokker-Planck方程得到的结果表明，所观察到的相当低的波荡器峰值强度源自于在波荡器的弯曲部分中电子的退相干长度的强烈减小。基于修正的Fokker-Planck方程导出的标度律揭示了电子基波荡器作为$X$ -和$γ$ -射线区域中可能的辐射源的优化参数。
2020-04-11 physics.acc-ph
Total spectrum of photon emission by an ultra-relativistic positron channeling in a periodically bent crystal
我们提出的沟道和波荡器辐射产生的超相对论正电子沟道沿晶面，这是周期性弯曲的数值计算结果。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。周期性弯曲的晶体用作波荡器。我们研究了普通沟道辐射和波荡器辐射的强度对周期弯曲沟道参数的依赖关系，同时考虑了正电子的去沟道效应。我们证明，有一个范围内的参数，其中波荡器辐射占主导地位的沟道和两种类型的辐射的特征频率是很好地分离。这个结果是重要的，因为波荡器辐射可以用于创建X射线和伽马辐射的可调谐源。
2001-09-18 physics.acc-ph
Channeling of Charged Particles Through Periodically Bent Crystals: on the Possibility of a Gamma Laser
本文讨论了晶体波荡器中正电子沟道产生的辐射。波荡器是通过周期性地弯曲一个振幅远大于晶面间距的单晶而产生的。不同的方法来弯曲的晶体进行了描述，并建立了对弯曲的参数的限制。本文给出了自发辐射谱分布的数值计算结果，并估计了产生受激发射的条件。我们的研究表明，该机制提供了一个高能量光子的有效来源，这是值得进行实验研究。
2001-09-18 physics.acc-ph
Can electron beams be really focused by bent crystals?
建议应用短周期原子平面调制来修改电子沟道势，以便通过由平面晶体切割或晶体入口表面下的非晶层确保的晶体结构制动来显著增加电子沟道效率。所获得的60- 70%的沟道效率，可大大方便高能电子束通过特殊切割的弯曲晶体的聚焦过程。利用模拟方法估计了一个TeV电子束聚焦区的可能参数
2018-09-17 physics.acc-ph
Comment on "Feasibility of an electron-based crystalline undulator"
Tabrizi等人[physics/0701342]讨论了基于电子的晶体波荡器（e-CU）通过50 GeV电子通过周期性弯曲晶体的平面沟道的可行性。我们证明他们的方案是不可行的。首先，它们的波荡器参数总是K >> 1，这破坏了光子干涉。其次，他们高估了e-CU中的电子退散长度一个数量级，这将e-CU周期的数量N从5-15（正如他们所希望的那样）缩短到1-2。这再次扼杀了他们的e-CU概念。首次模拟了起伏晶体中的电子沟道效应，得出了摇摆器强度K=10，周期数N=2的电子基晶体摇摆器是可行的。
2007-12-23 physics.acc-ph
Acoustically induced radiation of a charged particle channeling in a crystal
本文提出了一种新的辐射（声致感应辐射- AIR），它是由超相对论粒子在晶体中沿被横向声波弯曲的晶面（或晶轴）沟道而产生的。AIR机制允许使波荡器具有基于周期性磁场中以及激光辐射场中的粒子的运动在波荡器中不可接近的特性。AIR的强度可以容易地大于线性晶体中的辐射强度，并且可以通过改变声波的频率和振幅在宽范围内变化。
2001-09-17 physics.acc-ph
We analyze numerically the radiation and channeling properties of ultrarelativistic electrons and positrons propagating through a periodically bent diamond crystal grown on a straight single-crystal diamond substrate. Such systems can be called hetero-crystals and they are one of the experimentally realized samples for the implementation of crystalline undulators. We state that in such systems the channeling and radiation properties of projectiles are sensitive to the projectile particles energy as well as on the beam propagation direction, i.e. on whether the beam of particles enters the crys…
2021-01-28 physics.acc-ph
The influence of the dechanneling process on the photon emission by an ultra-relativistc positron channeling in a periodically bent crystal
我们调查，分析和数值计算，退散过程的影响，产生的超相对论正电子沿晶面，这是周期性弯曲通道的波荡器辐射的参数。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。在任何一种情况下，周期性弯曲的晶体用作允许产生X射线和伽马辐射的波荡器。我们提出的计划，准确的定量治疗的辐射存在的dechanadine。该方案包括（i）以退散长度为参数的谱角分布的解析表达式，（ii）正电子在周期性弯曲晶体中退散过程的模拟过程。利用这些，我们计算了5 GeV正电子沟道在Si，Ge和W晶体中的去沟道长度，以及波荡器在宽范围内的光子的光谱角和光谱分布。计算进行了各种参数的通道弯曲。
2001-09-18 physics.acc-ph
The impact of experimental conditions on the observation of channeling and crystalline undulator radiation
Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, University of Havana (InSTEC-UH)（哈瓦那大学应用技术和高等科学研究院）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；MBN Research Center（MBN研究中心）
本文研究了855 MeV电子在定向钻石异质晶体中发射的辐射，分析了掺杂分布对通道化和晶格undulator辐射的影响，通过MBNExplorer软件模拟并验证了实验结果。
2026-04-30 physics.acc-ph
On fast charged particles scattering in a thin crystalline undulator
在薄的晶体波荡器中的快速带电粒子的散射被认为是在所有粒子的光束进行以上的障碍运动相对于弯曲的晶体原子平面的条件下。这种考虑是基于对弯曲晶体原子平面的连续势场中的粒子运动的分析和考虑散射中的非相干效应对粒子运动的影响的散射过程的模拟。示出了从弯曲的晶体原子平面的正电荷和负电荷的粒子的多重体积反射的效果的表现的可能性。通过一个小尺寸的晶体波荡器的光束轮廓显着改变的可能性被证明。
2018-09-06 physics.acc-ph
Frequency splitting in undulator radiation from solid-state crystalline undulator
本文研究了基于沟道效应的固态晶体波荡器辐射的频率与角度特性，分析了高低频分支与角分布，揭示了辐射产生中的频率分裂与能量阈值。
2024-03-29 physics.acc-ph physics.optics
Radiation from multi-GeV electrons and positrons in periodically bent silicon crystal
一个周期性弯曲的硅晶体被证明是有效地用于产生高单色辐射的伽马射线能谱范围。一个短周期的小幅度弯曲产生狭窄的波荡器型光谱峰值辐射从多GeV电子和正电子通道通过晶体。基准理论结果的波荡器上得到的模拟沟道与一个完整的原子的方法，在宏观传播距离的弹丸-晶体相互作用。采用MBN Explorer软件包进行中尺度、生物尺度和纳米尺度的分子动力学计算，有助于模拟。超相对论沟道射弹的辐射是在准经典形式下计算的。由于量子反冲的影响被证明是显着突出的伽马射线波荡器辐射。
2014-05-26 physics.acc-ph
Novel applications in accelerator science based on bent single crystals
利用弯曲晶体中的粒子沟道效应来控制束流的设想已在许多实验中得到验证和发展。然而，到目前为止，这种束形成方法在应用中具有局限性，因为沟道过程涉及具有低角发散的束粒子，受到Lindhard角的限制。在这里，我们测试在U-70加速器的两个晶体器件，聚焦晶体和多条晶体，扩大了弯曲晶体在加速器的应用范围。
2020-03-27 physics.acc-ph
Interplay and specific features of radiation mechanisms of electrons and positrons in crystalline undulators
我们预言了超相对论性正电子和电子在周期性弯曲晶体中辐射的光谱分布随弯曲振幅的变化而发生的特殊变化。结果表明，这些变化对射弹能量敏感，对带负电和带正电的射弹表现不同。我们表明，观察到的功能是由于不同的辐射机制发生在周期性弯曲晶体的相互作用。这些观测结果对于以周期性弯曲晶体为关键元件的新型光源的设计、实际实现和沟道实验具有重要意义。提出的分析是基于沟道过程的精确数值模拟的理由。
2018-10-09 physics.acc-ph
Steering of Sub-GeV electrons by ultrashort Si and Ge bent crystals
我们报告的观察转向855兆电子的弯曲硅和锗晶体在MAinzer MIkrotron。利用15 $μ$ m长的沿（111）面弯曲的晶体来研究取向相干效应。通过使用允许远程改变晶体曲率的压电致动机械保持器，可以研究平面沟道和体积反射的操纵能力与曲率半径和原子序数Z的关系。对于硅，沟道效率超过35%，这是带负电荷粒子的记录。这是可能的，因为实现了厚度为去悬臂梁长度量级的晶体。另一方面，对于锗，效率略低于10%，这是由于对于较高Z材料的多重散射的较强贡献。然而，这是第一个证据的负光束转向平面沟道在锗晶体。在首次确定了去沟道长度之后，可以基于这样的知识来设计提供与硅几乎相同的沟道效率的Ge晶体。所提出的结果是相关的晶体为基础的光束操纵，以及为产生的电子显微镜。弯曲和周期性弯曲晶体中的辐射。
2017-09-05 physics.acc-ph
Planar channeling and quasichanneling oscillations in a bent crystal
在平面沟道作用下，粒子通过晶体时会经历横向振荡。当通道粒子接近晶体的原子平面时，它们很可能被去通道化。这种效应被用于MeV能量的离子束分析。我们研究了这种效应在弯曲的晶体中的积极和消极的粒子在很宽的能量范围内的应用，这样的晶体在加速器。我们找到了沟道振荡出现或不出现的条件。事实上，一种新的振荡，严格相关的运动过势垒的粒子，即准量子粒子，已被预测。这种振荡称为平面准通道振荡，具有不同于通道振荡的性质。通过计算机模拟研究了这种效应，并给出了理论解释.我们发现，沟道振荡可以观察到只有积极的粒子，而准混沌振荡可以存在的粒子与任何一个符号。在现有的加速器上，利用已有的晶体，找到并优化了实验观测沟道振荡和准沟道振荡的条件。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Relaxation of axially confined 400 GeV/c protons to planar channeling in a bent crystal
在CERN超质子同步加速器H8引出线上，研究了轴向约束400 GeV/c质子在弯曲晶体中弛豫为平面沟道的机制。实验结果与计算机模拟进行了比较，显示出良好的一致性。我们坚定地个性化的轴向约束的开发或放松的高能加速器中的粒子束操纵的必要条件。我们证明，与一个短的弯曲晶体，其主轴之一的光束方向对齐，它是可能的，实现一个总光束转向器或分束器与可调强度。特别地，在后一种情况下，从轴向限制到平面沟道的完全松弛发生，导致光束分裂成两个最强的偏斜平面通道。
2015-11-10 hep-ex physics.acc-ph
Observation of Fine Structure in Channeling of Particles in Bent Crystals
研究通过弯曲晶体操控高能正电子束，发现通道化粒子角度分布中的精细结构，并提出一种模型用于设计减少角度发散率的晶体。
2025-12-03 physics.acc-ph physics.app-ph
Positron Channeling in Quasi-Mosaic Bent Crystals: Atomistic Simulations vs. Experiment
本文通过相对论分子动力学模拟研究了530 MeV正电子束被准镶嵌弯曲Si(111)晶体偏转的过程，模拟结果与MAMI实验观测高度吻合，并分析了多种微观过程及对缺乏实验数据的晶体取向进行了预测。
2024-11-11 physics.acc-ph physics.atom-ph
Nanotube diameter optimal for channeling of high-energy particle beam
用计算机模拟研究了粒子束在直的和弯曲的单壁纳米管中的传播。我们已经发现，纳米管应该足够窄，以便有效地操纵粒子束，优选直径在0.5- 2nm的量级。更宽的纳米管，例如10-50 nm，由于沟道效应对纳米管曲率的高敏感性，对于沟道效应的目的似乎是相当无用的。我们比较了弯曲纳米管和弯曲晶体作为光束控制技术的元件，发现窄纳米管具有与晶体相似的光束弯曲效率。
2002-06-04 hep-ex physics.acc-ph
Channeling of high-energy particles in a multi-wall nanotube
利用计算机模拟研究了高能粒子在直的和弯曲的多壁纳米管（MWNT）中的沟道效应，并与单壁纳米管（SWNT）和弯曲晶格的沟道效应进行了比较。它表明，多壁碳纳米管可以有效地通道之间的壁捕获的带正电荷的高能粒子。在MWNT的弯曲脱嵌率已被计算为粒子动量纳米管曲率半径比，$pv/R$的函数。结果发现，弯曲的MWNT可以引导粒子束的弯曲能力类似于弯曲的硅晶格和那些最好的（即最好的）单壁碳纳米管。考虑到在粒子加速器上的通道应用，MWNT与SWNT相比似乎更受欢迎，因为MWNT可以被生产得非常直（并且以对齐的阵列），而SWNT通常非常弯曲，因此对于通道应用造成严重的问题。因此，我们认为，多壁碳纳米管提供了一个更好的候选人通道比单壁碳纳米管。
2005-01-03 physics.acc-ph physics.comp-ph
Partially Coherent X-Ray Oscilex Radiation from a FEL-Modulated Positron Bunch during Its Planar Channeling in a Crystalline Undulator
研究正电子束在晶体行波中通道化时产生的部分相干振荡辐射，揭示其频率特性及高增益机制。
2025-12-10 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Accelerator Tests of Crystal Undulators
基于PRL 90（2003）034801中提出的方法生产一系列硅晶体波荡器样品，其中波荡周期从0.1mm到1mm，并且周期数为10的量级。通过X射线对样品进行了表征，揭示了本体晶格的正弦形状。表征的下一步是用70 GeV质子进行沟道测试，其中观察到起伏硅晶格的良好沟道特性。高能正电子晶体波荡器的光子辐射测试正在几个地点进行：IHEP Protvino，LNF Frascati和CERN SPS。在实验活动的进展和详细的模拟预测报告。
2004-12-24 physics.acc-ph
Experimental evidence of planar channeling in a periodically bent crystal
晶体波荡器（CU）的使用已被确定为用于产生强大的单色$γ$射线的有前景的解决方案。通过开槽方法在SSL处制造CU，即，通过在晶体的主表面上制造一系列周期性凹槽。CU在SSL通过光学干涉测量法在形态上和在ESRF通过X射线衍射在结构上进行了广泛表征。然后，它最终在CERN用400 GeV/c质子束进行了通道测试。实验结果与蒙特卡罗模拟进行了比较。在CU平面通道的证据被坚定地观察到。最后，正电子束与CU相互作用的发射光谱进行了模拟，可能在现有的设施中使用。
2014-10-22 physics.acc-ph physics.ins-det
Parameters of the crystalline undulator and its radiation for particular experimental conditions
我们报告了计划用于实验的晶体波荡器的理论和数值分析结果，这些实验是正在进行的PECU项目的一部分[1]。这样的分析的目的是定义的参数（不同于那些预先设定的实验装置）的波荡器，确保最高产量的光子的指定能量。计算了0.6和10 GeV正电子在周期性弯曲Si和Si $_{1-x}$ Ge $_x$晶体中的沟道效应。
2006-12-02 physics.acc-ph
Coherent radiation of an ultra-relativistic charged particle channeled in a periodically bent crystal
提出了一种新型的波荡器辐射，它是由超相对论粒子沿周期性弯曲晶面或晶轴传播产生的。电磁辐射主要是由于粒子轨迹的弯曲而产生的，粒子轨迹遵循通道的形状。该波荡器的参数完全限定辐射（自发辐射和受激辐射）的光谱和角分布，其取决于晶体和晶面（轴）的类型、射弹的类型及其能量以及弯曲通道的形状，并且因此可以通过改变这些特性而显著地改变。作为一个例子，我们考虑的声感应辐射（AIR），这是由超相对论粒子在一个晶体，这是弯曲的横向声波通道产生的。AIR机制允许使波荡器的主要参数在宽范围内变化，这在基于周期性磁场中以及激光辐射场中的粒子运动的波荡器中是不可接近的。可以容易地使AIR的强度大于线性晶体中的辐射强度，并且可以通过改变晶体中声波的频率和振幅而在宽范围内变化。本文还讨论了产生高能光子（keV-MeV）的受激发射的可能性。
2001-09-18 physics.acc-ph
Volume reflection and channeling of ultrarelativistic protons in germanium bent single crystals
本文研究了超相对论正电荷粒子在锗单晶中运动时的体反射和沟道过程。我们证明，基于Hartree-Fock方法的原子势的选择和德拜温度的正确选择，使我们能够描述上述过程，并与最近的实验符合得很好。此外，本文提出的体积反射方程的普遍形式给出了在很宽的粒子能量范围内的过程的真实描述。在此基础上，我们预测了锗（110）和（111）晶面正负粒子的平均角反射（作为弯曲半径的函数）。
2016-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Monte-Carlo Simulations of Electron Channelling: a Bent (110) Channel in Silicon
本文介绍了用一种新的Monte-Carlo程序ChaS计算855 MeV电子在弯曲硅晶体中沿（110）晶面沟道的结果。研究了退相干长度和沟道的渐近接受度与晶体弯曲的关系。
2013-08-12 physics.acc-ph
Proton Extraction from IHEP Accelerator Using Bent Crystals
自1989年以来，IHEP Protvino率先将弯曲晶体作为高能束中的光学元件，用于永久性的光束提取和偏转。在IHEP实验的过程中，晶体沟道已经发展成为加速器中粒子转向的有效工具，多年来以可预测的、可靠的方式与非常高强度的光束一起工作。基于理论上提出并在IHEP实验上实现的沟道多程机制，晶体系统在1.E12强度下从IHEP主环中提取了70 GeV的质子，效率为85%。今天，IHEP 70-GeV加速器设施主环上的六个位置配备了晶体提取系统，主要用于常规应用而不是研究，并允许同时运行多个粒子物理实验，从而大大丰富了IHEP物理计划。IHEP大规模晶体开发的长期成功历史应有助于将沟道晶体纳入全球加速器系统，以创建独特的束流传输系统。我们报告了IHEP晶体萃取系统的研究和开发的最新结果。
2004-12-23 physics.acc-ph
Electron and positron channeling and photon emission processes in boron doped periodically bent diamond
本文通过理论分析和数值模拟，研究了掺硼周期弯曲金刚石中电子和正电子的沟道及光子发射，发现辐射强度强烈依赖入射束取向，且正电子辐射强度显著高于电子。
2025-06-19 physics.acc-ph physics.app-ph physics.atom-ph
Number of photons and brilliance of the radiation from a crystalline undulator
本文提出了一种精确定量处理晶体波荡器辐射的方案，该方案考虑了退相干和光子衰减。计算了晶体波荡器中超相对论正电子沟道效应产生的光子数和电磁辐射的亮度，计算了不同晶体、正电子能量和不同弯曲参数下的光子数和电磁辐射亮度。它表明，使用高能正电子束，目前在现代对撞机上，它是可能产生的晶体波荡器辐射的能量从数百keV到数十MeV的区域。在此能量范围内的波荡器辐射的亮度与第三代的常规光源的亮度相当，但光子能量低得多。
2004-12-16 physics.acc-ph
Focusing of Parametric X-ray Radiation from a Bent Crystal
提出了一种产生聚焦参量X射线辐射（PXR）的设想。PXR是由相对论带电粒子沿着弯曲的晶体通道发射的。然后，从弯曲晶体的整个长度发射的PXR将到达焦点。一些属性的聚焦PXR估计典型的实验条件和可能的应用进行了讨论。提出了聚焦PXR的观测实验。
2004-04-29 physics.acc-ph
Analogy between free electron laser and channeling by crystal planes
在有质动力势阱中的电子的捕获类似于通过晶体的原子平面的带电粒子的沟道，所述有质动力势阱在高增益下控制自由电子激光或反向自由电子激光。弯曲晶体类似于周期锥形自由电子激光。这种类比不同于沟道辐射和波荡器辐射之间的众所周知的类比。
2005-03-21 hep-ph physics.acc-ph
Volume capture and volume reflection of ultrarelativistic particles in bent single crystals
解析地考虑了体积俘获对超相对论粒子在弯曲单晶中运动的体积反射过程的影响。得到了描述粒子在该过程中的各种分布、体积俘获几率以及沟道效应和去沟道效应的关系式。研究结果将有助于在现代和未来的加速器上创建用于准直和提取光束的多晶体器件。
2008-08-11 physics.acc-ph
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了高能正电子在周期性弯曲晶体中平面沟道时所产生的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Modern success in channeling study and applications at the U-70 accelerator of IHEP
本文概述了在IHEP的U-70加速器上利用弯曲晶体进行高能质子束流控制的结果。相当多的注意力放在晶体的实际应用上，以创建从加速器中提取束流的新模式，以确保高能物理实验。结果表明，使用晶体偏转器时，效率达到约90%，强度高达10^12个质子/U-70循环。实验结果的使用晶体，以提高未使用的光束的吸收的有效性，以及使用晶体准直束晕。最后讨论了利用弯曲晶体从U-70中提取低能轻离子的前景。
2011-10-17 physics.acc-ph
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了周期性弯曲晶体中平面沟道过程中高能正电子发射的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Basing on experiments at SLAC, MAMI, CERN, and on Monte Carlo simulations, we assess the physical limits on efficiency and reachable angles of electron deflection in bent crystals in the energy range from sub-GeV to sub-TeV. We find that applications of electron channeling for beam deflection are possible, limited by maximal deflection angle of 2-3 mrad at sub-GeV, 1-2 mrad at multi-GeV, and 0.5-1 mrad at sub-TeV energy. This opens opportunities for crystal-assisted electron beam extraction from accelerator rings.
2021-12-27 physics.acc-ph
Multiple Bent Crystal Reflections for Efficient Beam Collimation in Frontier Colliders
大型强子对撞机（LHC）使用多级准直器系统来吸收不断增长的循环束晕，以保护和确保超导磁体的可靠运行。未来圆形对撞机（FCC）计划使用类似的系统。为配合大型强子对撞机的高亮度运行，正在研究改进准直系统。研究表明，改善光束准直的解决方案之一是在短弯曲晶体中使用沟道效应，该晶体充当初级准直器，通过沟道效应将粒子深深地抛入次级准直器中。该系统对晶体的角位置和不同性质的可能振动非常敏感。在本文中，我们提出了一种不同的方法，晶体准直的基础上，从弯曲的晶体平面在一系列的晶体粒子的体积反射。该方案的积极品质得到了证实，并提出了能够实现该方案的多条晶体器件。
2020-05-06 physics.acc-ph
Radiation of photons in process of charge particle volume reflection in bent single crystal
本文用计算机模拟的方法对晶体中的新型辐射进行了预测和研究。结果表明，电子和正电子在弯曲晶体中的体反射过程是由高功率光子辐射完成的。体反射辐射具有与已知的沟道辐射相当的强度，但是其对粒子的入射角和电荷的符号不太敏感。给出了10GeV和200GeV粒子的辐射功率谱的模拟结果。
2007-09-25 physics.acc-ph
CRYSTAL Simulation Code and New Coherent Effects in Bent Crystal at the LHC
主要介绍了LHC晶体准直系统。介绍了一个晶体中粒子跟踪的模拟程序CRYSTAL。它的本质在于晶体中质子轨迹的充分和快速采样，这对于正确描述实验和定量预测新效应至关重要。模拟了CERN SPS上的H8单程实验和LHC上弯曲晶体偏转7TeV质子的实验。我们预测存在对应于平面沟道振荡的去离子峰，并描述了在高能量下观察它们的可能性，特别是计划于2015年进行的LHC晶体辅助准直实验。在沟道模式中的电离损失的非晶水平的过量的效果也被发现的LHC能量。此外，LHC晶体为基础的准直系统进行了模拟，以及其可能的改进布局与应用程序的切割和多个体积反射在一个弯曲的晶体。
2014-11-29 physics.acc-ph
Crystalline Undulator with a Small Amplitude and a Short Period
晶体波荡器是具有周期性弯曲晶面的单晶。如果超相对论性带电粒子通过这样的晶体，它们会发出波荡器类型的硬辐射。提出了一种晶体波荡器，其弯曲振幅小于弯曲平面之间的距离，弯曲周期小于沟道振荡的周期。因此，相信这样的弯曲参数范围不适合于晶体波荡器。这一观点遭到驳斥。实际上，具有小振幅和短周期的波荡器远远优于先前提出的波荡器。它需要低得多的光束能量来产生相同频率的光子。此波荡器允许较大有效数目的波荡器周期。据预测，它发出强烈的波荡器辐射的前向方向具有窄的光谱分布和较低和较软的背景。波荡器效应被认为是正电子和电子束。然而，使用正电子是优选的，因为它们使得能够获得具有较低背景的较高强度的波荡器辐射。
2013-03-26 physics.acc-ph physics.optics
Studies of Nanotube Channeling for Efficient Beam Scraping at Accelerators
虽然粒子束转向（特别是“刮”）在加速器弯曲通道晶体是一个成熟的技术广泛测试在IHEP Protvino和其他主要的高能实验室，一个有趣的问题是如何可以提高通道能力通过应用现代纳米技术。纳米管沟道效应的理论研究是近年来发展起来的。在这项工作中，我们评估了真正的加速器系统的纳米管沟道的潜在好处。我们报告模拟研究的纳米结构材料（碳单壁碳纳米管和多壁碳纳米管）测试可能作为一个主要的刮刀的强子对撞机准直系统。纳米结构材料的优点作为一个潜在的选择，在高能加速器，如大型强子对撞机或Tevatron的主要刮刀进行了讨论相比，晶格和非晶材料。我们评估与此应用相关的物理过程，并揭示纳米技术的要求。
2005-02-25 physics.acc-ph
We report on the measurements of the spectra of gamma radiation generated by 855 MeV electrons in bent silicon and germanium crystals at MAMI (MAinzer MIkrotron). The crystals were 15 μm thick along the beam direction to ensure high deflection efficiency. Their (111) crystalline planes were bent by means of a piezo-actuated mechanical holder, which allowed to remotely change the crystal curvature. In such a way it was possible to investigate the radiation emitted under planar channeling and volume reflection as a function of the curvature of the crystalline planes. We show that using volume re…
2020-11-28 physics.acc-ph
Strained Layer Crystalline Undulator
超相对论性带电粒子在周期性弯曲晶面的晶体中被引导时，会发出波荡器型的硬电磁辐射。最近提出的晶体波荡器的弯曲振幅小于弯曲平面之间的距离和弯曲周期短于沟道振荡的周期是远远优于以前提出的。同时，从技术角度来看，它更具挑战性，因为它的弯曲周期必须在亚微米范围内。结果表明，适当改变锗含量的硅锗混晶可以具有必要的弯曲参数。此外，预计它是稳定的，对失配位错。
2017-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Recent Progress in the Theory of the Crystalline Undulator
如果一个超相对论带电粒子在一个具有周期性弯曲晶面的单晶中形成通道，它会发出波荡器类型的硬电磁辐射。由于其物理原理与普通（磁性）波荡器相似，这种装置被称为晶体波荡器。最近开发的一种新的蒙特卡罗程序ChaS使得详细模拟周期性弯曲晶体中的粒子沟道和辐射发射成为可能。根据最近的研究结果，低于1 GeV的电子束能量足以观察周期性弯曲晶体中的波荡器效应。对于弯曲周期短于沟道振荡周期且弯曲振幅小于平面沟道宽度的晶体波荡器，得到了更令人兴奋的结果。这种晶体波荡器远远优于先前提出的。它允许大的有效数量的波荡器周期。因此，预测在前向方向上发射强烈的波荡器辐射。一个狭窄的波荡器峰被视为正电子和电子束。然而，使用正电子是更期望的，因为在这种情况下，波荡器辐射的强度较高，而背景较低。
2013-03-20 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.ins-det
