Guiding of charged particle beams in curved capillary-discharge waveguides
提出了一种新的弯曲路径带电粒子束传输方法。它是基于弯曲的毛细管放电波导，其中诱导的方位角磁场被用来聚焦光束，并保持它靠近毛细管轴。我们表明，这样的解决方案是高度可调的，它允许开发紧凑的结构，提供大的偏转角，并与传统的解决方案的基础上弯曲磁铁，保留了光束的纵向相空间。后一个功能，特别是，是非常有前途的处理超短束时，通常需要在纵向相空间上的非平凡的操作时，采用传统的设备。
2017-12-12 physics.acc-ph physics.plasm-ph
On the Electromagnetic Field of a Focusing Charged Particle Beam and Its Two-Dimensional Approximation
本文系统回顾了聚焦带电粒子束电磁势的解析理论，并明确了推导中所需的关键假设。
2024-10-23 physics.acc-ph
Coherent instabilities of intense high-energy "white" charged-particle beams in the presence of nonlocal effects within the context of the Madelung fluid description
本文用流体力学方法描述了高能加速器中带电粒子惯性运动束流纵向动力学中的相干不稳定性。这是在热波模型提供的马德隆流体图像的框架内完成的。恢复了单色光束纵向耦合阻抗复平面内的相干不稳定性图。结果也解释的调制不稳定性分析的确定性方法通常给出的单色大振幅波列传播的非线性薛定谔方程。不稳定性分析，然后扩展到一个非单色惯性光束与给定的热平衡分布，认为是一个统计系综的单色非相干惯性光束（“白”光束）。在这个流体动力学框架下，预测的朗道阻尼现象，而不使用任何动力学方程的相空间演化的系统。
2005-09-21 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Demonstration of High-Efficiency Microwave Heating Producing Record Highly Charged Xenon Ion Beams with Superconducting ECR Ion Sources
本文提出用于超导 ECR 离子源的新型可移动 Vlasov 微波发射器，将微波功率效率提升约 4 倍，并使高电荷氙离子束电流最高提升至原有纪录的 2 倍。
2024-07-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Wave breaking and particle jets in intense inhomogeneous charged beams
这项工作分析了不均匀的，磁聚焦的高强度带电粒子束的动力学。虽然对于均匀光束，整个系统以单一频率振荡，但任何不均匀性都会导致传播横向密度波，最终导致奇异密度积聚，导致波破碎和射流形成。本文提出的理论允许解析计算波浪破碎发生的时间。它也给出了一个很好的估计所需的时间为束放松到最终的稳定状态，包括一个冷的核心包围的光环的高能粒子。
2007-10-19 physics.acc-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Feasibility of backward diffraction radiation for non-destructive diagnostics of relativistic charged particle beams
考虑了带电粒子通过倾斜屏上狭缝后向衍射辐射（BDR）的特性。提出了一种基于不同倾斜角（θ扫描）BDR产额测量的束流无损诊断技术。
2000-02-18 physics.acc-ph
Stochastic effects in real and simulated charged particle beams
本文研究带电粒子束中电荷颗粒性引发的随机涨落力，将Vlasov平滑场框架扩展为不可逆统计力学描述，并解析揭示发射度增长受摩擦系数与温度各向异性控制，且经模拟验证。
2023-03-22 cond-mat.stat-mech physics.acc-ph
Formation of Patterns and Coherent Structures in Charged Particle Beams
本文采用宽带阻抗模型研究了惯性光束在谐振腔中的长波长慢时标行为。基于重整化群方法，导出了束流包络分布函数和谐振腔电压振幅的耦合演化方程。谐振器电压振幅的方程进一步转化为广义的Ginzburg-Landau方程。
1998-09-11 nlin.PS patt-sol physics.acc-ph
Self consistent thermal wave model description of the transverse dynamics for relativistic charged particle beams in magnetoactive plasmas
利用热波模型，在长束流极限下，利用非局域NLS方程和维里方程，研究了强磁化等离子体与沿外磁场运动的相对论电子/正电子束之间的强自洽尾流场相互作用（横向效应）。在线性状态下，预测的旋涡特征在于非零轨道角动量（涡旋电荷）的拉盖尔-高斯光束。在非线性区，崩溃和稳定振荡的标准建立和薄等离子体透镜机制进行了研究，光束尺寸远大于等离子体波长。利用非局域非线性薛定谔方程的无像差解，预测了光束尺寸远小于等离子体波长时的压缩和自箍缩平衡。
2011-08-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Multiple currents in charged beams
有人认为，连续实现的无碰撞带电粒子的分布，应容纳动态演变的电流的数量，即使连续是由只有一个物种的粒子，如电子。提出了一个模型，自洽地描述了这样的连续体和它的电磁场的相互作用。它是制定使用拉格朗日方法，并采用了“折叠”流图来描述散装粒子运动。本文发展了一种分析超相对论多分量流位形的渐近微扰方法。该模型是完全相对论性的，并制定了闵可夫斯基时空使用内禀张量场论。
2006-09-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Optical stochastic cooling method in application to the beams of charged particles
讨论了光学随机冷却（OSC）方法在加速器和储存环中带电粒子束流的应用。在这篇文章中，我们集中讨论了稀释束近似下的各种OSC方案，当被选粒子被其邻近粒子加热可以忽略时。即便如此，这种近似使我们能够确定重要的功能，在光束冷却。在即将出版的出版物中，在这里开发的方法的基础上，我们将包括冷却动力学中的加热效应。
2014-07-09 physics.acc-ph
Characterization of a supersonic gas jet for charged particle beam profile monitor
本文报道了一种测量用于带电粒子束流剖面监测的超音速气体射流密度和分布的实验方法。在该监测器中使用的气体射流的密度在$10^{14}$ - $10^{17}$分子/ $m^3$的范围内。
2022-09-06 physics.acc-ph physics.ins-det
All-optical ultrafast spin rotation for relativistic charged particle beams
提出了一种超快自旋旋转的全光学方法，用于对相对论轻子或离子带电粒子束的极化进行精确操纵。特别地，激光驱动的密集超短光束通过与共同传播的适度时间非对称（频率啁啾或子周期THz）激光脉冲的单次相互作用来操纵。通过半经典数值模拟，我们发现在时间非对称的激光场中，粒子的自旋旋转可以由其自旋进动和动量振荡之间的灵活可控相位延迟来确定。质子束的初始极化可以旋转到任何期望的取向（例如，从常见的横向偏振到更有用的纵向偏振），并且使用可行的频率啁啾激光脉冲在数十飞秒内具有非常高的精度（优于1%）。此外，在旋转过程中，光束质量，在能量和角发散度方面，可以显着改善。这种方法在激光等离子体、激光核和高能粒子物理等涉及超快自旋操纵的各个领域都有潜在的应用。
2022-01-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Reconstructive AI Spectroscopy of Charged Particle Beams
Institute of High Current Electronics（高电流电子研究所）
该研究提出基于PINN的无网格框架，结合NVIDIA PhysicsNeMo平台，可从稀疏含噪实验数据准确重建带电粒子束的复杂多峰能谱，保证物理一致性，为相关测量提供有效解决方案。
2026-08-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A stochastic model for the semiclassical collective dynamics of charged beams in particle accelerators
最近的建议（见quant-ph/9803068），以模拟半经典修正经典动力学适当的经典随机波动被施加到特定的情况下，在粒子加速器的带电束动力学。由此产生的图像是，集体束动力学，在领先的半经典秩序的普朗克常量可以描述一个特定的扩散过程，纳尔逊过程，这是时间反演不变。它的扩散系数$\sqrt{N}λ_{c}$表示发射度的半经典单位（这里$N$是束中粒子的数量，而$λ_{c}$是康普顿波长）。纳尔逊型的随机动力学可以很容易地用薛定谔方程的形式来描述，用发射度的半经典单位代替普朗克常量。从而为近年来提出的几种束流动力学的类量子模型提供了物理基础。我们还简要地触及纳尔逊和薛定谔形式主义的应用，将集体相干效应的描述。
1998-03-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Using Kernel-Based Statistical Distance to Study the Dynamics of Charged Particle Beams in Particle-Based Simulation Codes
概率分布之间的差异度量（统计距离）广泛应用于人工智能和机器学习领域。我们描述了如何统计距离的某些措施，可以实现为数值诊断涉及带电粒子束的模拟。还描述了统计依赖性的相关措施。由此产生的诊断提供了重要的非线性或高强度系统中的光束，否则难以表征的动态过程的敏感措施。重点是基于核的方法，如最大均值离散，具有良好的数学基础和合理的计算复杂性。几个基准问题和例子，涉及强光束进行了讨论。虽然重点是带电粒子束，这些方法也可以应用于其他多体系统，如等离子体或引力系统。
2022-04-08 astro-ph.GA physics.acc-ph physics.comp-ph
Quantum mechanics of bending of a nonrelativistic charged particle beam by a dipole magnet
在傍轴近似下，研究了非相对论性单能带电粒子束被偶极磁体弯曲的量子力学。从非相对论性的薛定谔方程出发，导出了光束中粒子的位置和动量分量在系统弯曲光轴上不同点的两个横截面之间的转移映射。结果表明，该量子转移映射以经典转移映射为主，并含有微量的量子修正项。小到可以忽略的量子修正解释了经典力学在带电粒子束流光学中的显著成功。
2019-11-06 physics.acc-ph quant-ph
Concept of entropy in the realm of charged particle beams
带电粒子束内发生的随机现象可以用弗拉索夫方程的弗拉索夫-福克-普朗克推广来处理。特别地，这种非确定性方法可以处理由于束粒子之间的库仑散射的影响。此外，随机现象也发生在带电粒子束的计算机模拟。这两个过程--尽管它们的物理性质不同--都可以用弗拉索夫-福克-普朗克方程来描述，因为在这两种情况下，潜在的随机过程都可以被归类为马尔可夫过程。这种描述适用于周期性聚焦系统中的光束。导出了一个将$μ$相空间熵的变化与均方根发射度和"温度加权过剩场能“的变化联系起来的方程。这个方程使我们能够提高我们的能力来解释计算机模拟的结果，以及确定所需的条件，以尽量减少散射引起的质量下降的光束在存储环中循环。
2023-03-22 physics.acc-ph
The charged beam dumps for the international linear collider
国际直线对撞机的基线配置要求每个相互作用区域有2个束流收集器，每个束流收集器的额定功率为18兆瓦，以及用于调谐目的和机器保护的额外束流收集器。基线设计使用高压移动水倾卸，首先为SLC开发，并用于TESLA设计，尽管也考虑了基于气体的倾卸。在本文中，我们讨论了国际社会在束流收集器的物理和工程研究方面取得的进展。
2006-08-06 physics.acc-ph
Understanding the focusing of charged particle for 2D sheet beam in a cusped magnetic field
与均匀的螺线管磁场相比，尖形磁体用于聚焦和传输片状束流的轴向磁场的要求更小。由于一般认为非均匀磁场不能引导粒子束沿其传播轴运动，所以对尖点磁场如何聚焦高电流密度片状束流的问题常常存在一些困惑。本文用单电子模型对尖点磁场中片状束流的动力学进行了简单的分析，强调对有趣特性的直观理解（如射束几何形状、永磁体的定位、粒子半径、粒子速度、尖形磁场内粒子的曲率半径）
2016-07-07 physics.acc-ph
Nonlocal effects in high energy charged particle beams
在热波模型的框架内，研究了高能带电粒子束的纵向动力学。该模型包括自洽的梁和它的周围环境之间的相互作用的非线性耦合阻抗，当电阻以及电抗部分包括在内，演化方程成为一个广义的非线性薛定谔方程，包括一个非局部非线性项。使用分析以及数值方法的粒子束的传播上的电阻部分的后果进行检查。
2003-11-11 hep-ph physics.acc-ph
Kinetic modelling of quantum effects in laser-beam interaction
本文给出了激光与光束相互作用中量子效应的动力学模型结果。在所建立的数值模型中，考虑了由硬光子产生的电子-正电子对、硬光子发射以及由所产生的带电粒子产生的电磁场。分析了相对论电子束与强激光脉冲的相互作用。结果表明，当单电子发射光子数不多时，即使在中等强度的激光脉冲中，量子效应也是重要的。研究了在强激光场中通过电磁级联产生正负电子对等离子体。模拟结果证实了强激光场在自生电子-正电子等离子体中吸收的预言。结果表明，自产生的电子-正电子等离子体是一种有效的高能γ量子源。
2011-01-23 hep-ph physics.acc-ph physics.plasm-ph
Resonant Laser Cooling of Circular Accelerator Beams
研究了相对论带电粒子环形加速器束流的共振激光冷却。结果表明，在给定外加电磁波振幅（小增益自由电子激光）的近似下，带电粒子束的发射度减小。在质量能量单位约为100的粒子能量场中，束流能量损失可以忽略不计。所发现的效应可用于各种加速器中带电粒子束的冷却。通过将冷却装置放置在加速器轨道的适当点中，可以实现显著的冷却速率。考虑了各种情况下的谐振激光冷却。这种带电粒子束冷却方法可以应用于电子和各种相对论重粒子束的圆形加速器，并且与任何其他冷却方法相比，具有显著的约3-4个数量级的冷却时间。
2004-11-01 physics.acc-ph
Wake potentials and impedances of charged beams in gradually tapering structures
本文提出了一种计算超相对论光束通过缓变圆截面轴对称几何结构（如转捩）的几何尾场和阻抗的解析方法。与以前的分析方法不同，我们的方法考虑了梁的任意纵向剖面，并允许详细的扰动调查阻抗作为频率的函数。我们比较我们的方法的结果与数值模拟使用代码ECHO和确定的参数，其中有很好的协议与渐近分析的准确性。
2009-11-21 physics.acc-ph
Stability of a Charged Particle Beam in a Resistive Plasma Channel
本文研究了惯性相对论束流在外加磁场约束的等离子体通道中的自聚焦，作为对直线加速器束流注入器（射频四极）出射束流进行再调节的一种手段。对自聚焦光束的稳定性进行了详细的研究。为了统一地解释束丝和电阻软管不稳定性，我们在有限等离子体通道中的色散关系的推导中处理了所有的方位角模，它们表现出许多不稳定模，这些模按温伯格方案[Steven Weinberg，J. Math.8，614（1967）]进行了分类。
2009-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Nonlinear Cnoidal Waves and Formation of Patterns and Coherent Structures in Intense Charged Particle Beams
本文利用 Vlasov 方程与 BGK 平衡研究强流带电粒子束在谐振腔中的纵向动力学，构造了 Maxwell 分布下的椭圆余弦波图案，并基于流体模型推导出一般形式的非线性振幅方程，揭示其除临界点外为双曲型、临界点处为抛物型的重要性质。
2024-10-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Relativistic quantum mechanics of charged vortex particles accelerated in a uniform electric field
本文建立了均匀电场中加速的带电涡旋光束的相对论量子力学描述，严格推导了稳态波函数，发现并解释了光束横向扩散被异常抑制的效应，证明涡旋束可在不破坏涡旋性质下加速，为高能涡旋束应用奠定基础。
2025-06-23 physics.acc-ph
Fluctuations Do Matter: Large Noise-Enhanced Halos in Charged-Particle Beams
束晕的形成通常用粒子核模型来描述，其中振荡核的空间电荷场将粒子驱动到大振幅。该模型涉及参数共振，并预测了一个硬上限的晕粒子的轨道振幅。我们表明，由于空间电荷波动和/或机器缺陷的有色噪声的存在下，可以喷射粒子到更大的幅度比将单独从参数共振推断。
2003-05-31 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
Beamstrahlung monitoring at SuperKEKB upgrade 2023
Wayne State University（韦恩州立大学）；Universidad Autonoma de Sinaloa（锡那罗亚自治大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）
SuperKEKB升级中采用改进的束流监测技术，通过观测束流辐射实现高亮度对撞机的稳定运行。
2026-01-27 physics.acc-ph
Towards latent space evolution of spatiotemporal dynamics of six-dimensional phase space of charged particle beams
本文提出时间结构化VAE与LSTM结合的代理模型，在潜空间中自回归演化LANSCE中带电粒子束六维相空间的15个二维投影，实现快速且高精度的非侵入式束流诊断。
2024-06-03 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.data-an
Theoretical studies of envelope oscillations and instabilities of mismatched intense charged-particle beams in periodic focusing channels
University of Maryland（马里兰大学）
针对螺线管与磁四极铁周期通道中的失配强流束，本文结合平滑近似、扰动 K-V 方程、数值积分与 PARMILA 模拟，分析包络振荡、相移和不稳定性增长率。
2026-11-04 physics.acc-ph
Ion Sources for Production of Highly Charged Ion Beams
在重离子加速器设施中，来自注入器和电荷增殖器离子源的强高电荷离子束（HCIB）被需要用于扩展粒子和核物理的研究以及用于辐射效应测试。随着当前加速器的升级和加速器技术的进步，现有的离子源并不能满足所有的HCIB需求。因此，在这一领域的持续研究和开发（R&D）对于不断提高其性能并满足加速器社区前所未有的和越来越高的HCIB要求至关重要。本白皮书讨论了目前HCIB离子源的生产能力，以及未来高电荷离子（HCI）源的潜力。它讨论了这些源的优点和缺点，以及改进其性能以满足当前和未来重离子加速器设施的要求的途径。本文件旨在作为指导未来加速器概念设计的基础。
2022-05-25 physics.acc-ph
Physics-Based Deep Neural Networks for Beam Dynamics in Charged Particle Accelerators
本文提出了一种新的方法来构建神经网络模型带电粒子束动力学。在我们的方法中，泰勒映射产生的动态表示映射到一个多项式神经网络的权重。由此产生的网络在训练之前以完美的精度近似动态系统，并提供了根据额外的实验数据调整网络权重的可能性。我们提出了一种辛正则化方法，这样的多项式神经网络，总是限制训练模型的哈密顿系统，并显着改善了训练过程。所提出的网络可用于束流动力学模拟或微调的光束光学模型与实验数据。该网络的结构允许对具有大量磁体的大型加速器进行建模。我们展示了我们的方法的例子，现有的PETRA III和计划的PETRA IV存储环在DESY。
2020-07-07 cs.NE physics.acc-ph physics.comp-ph
Diffraction Radiation Diagnostics for Moderate to High Energy Charged Particle Beams
衍射辐射（DR）是当带电粒子通过其行进的介质中的孔径或不连续性附近时产生的。DR与跃迁辐射（TR）密切相关，当带电粒子穿过具有不同介电常数的介质之间的边界时产生跃迁辐射。与目前广泛用于射束诊断目的的TR相比，DR作为非拦截、多参数射束诊断的潜力在很大程度上仍未开发。对于诊断测量，从相对于光束速度倾斜的圆孔或狭缝观察后向反射DR是有用的。然而，到目前为止，从这样的光圈向后DR的光谱角强度的有根据的方程还没有。我们提出了一个新的推导的光谱角强度向后DR产生的狭缝轴的两个方向，即垂直和平行于入射平面的倾斜狭缝。我们的数学方法一般适用于任何几何形状和简单的维纳霍夫方法以前用来计算DR从单刀口。我们的结果适用于测量正交光束的大小和发散分量。我们讨论的问题，分离这些光束参数对DR的角分布的同时影响，并提供解决这个困难的方法。这包括利用单缝辐射的水平和垂直偏振分量以及两个斜缝的干涉。DR诊断为500 MeV的光束的例子，并讨论了目前的技术局限性。
2000-03-08 physics.acc-ph
Impact of Electric Current Fluctuations Arising from Power Supplies on Charged-Particle Beams
电流波动是一种不可避免的机器缺陷，并引起磁场扰动作为加速器中的不稳定性的来源。本文提出了基于测量的方法建模的波动电流所产生的费米实验室的助推器同步加速器的电源系统，讨论纹波电流和空间电荷散焦效应的存在下的后果。文中还介绍了随机噪声的产生方法以及升压电源系统中纹波电流和干扰电磁波的测量和分析方法。这种随机噪声模型，伴随着一套束诊断计算，表明波动的电源电流，当耦合到空间电荷和撞击在一个束，可以大大提高束退化现象-如发射度增长和晕形成-在助推器注入期间。在理想均匀的电荷密度分布下，在加速前2.2ms的注入时间内，空间电荷引起的纹波电流引起的发射度均方根增长率约为8 ~ 9%。
2008-03-18 physics.acc-ph
Fluid Models from Kinetic Models using a Geometric Averaging Procedure
本文通过几何平均过程，将洛伦兹力方程视为测地线方程，证明在超相对论条件下窄分布带电粒子束可由带电冷流体模型描述，无需额外假设高阶矩，方法可推广至温等离子体等模型。
2010-02-25 gr-qc math-ph math.MP
Adaptive Machine Learning for Time-Varying Systems: Towards 6D Phase Space Diagnostics of Short Intense Charged Particle Beams
随着带电粒子束团变得更短和更强，非线性束团内集体相互作用的影响，如空间电荷力和束团到束团的影响，如尾场和相干同步辐射也增加。更短、更强的聚束也更难以准确成像，因为它们的尺寸超出了现有诊断的分辨率，并且它们可能对拦截诊断具有破坏性。对于强高能束流的详细诊断的有限可用性是加速器社区的一个根本挑战，因为束流和加速器都是以不可预测的方式变化的时变系统。从源出射的光束的详细6D（x，y，z，px，py，pz）分布由于诸如演变的光阴极激光强度分布和光阴极的量子效率的因素而随时间变化。加速器磁体、射频放大器和控制系统会受到外部干扰、束流加载效应、温度变化和未对准的干扰。虽然机器学习（ML）方法近年来在加速器社区中越来越受欢迎，但当涉及到时变系统时，它们从根本上受到限制，对于这些系统，目前的大多数方法只是简单地收集大型新数据集并进行重新训练，这对于繁忙的加速器用户设施来说是不可行的，因为详细的束测量通常会中断操作。需要为时变系统设计的新的自适应机器学习（AML）方法，通过将深度学习工具（例如基于卷积神经网络的编码器-解码器架构、模型独立反馈、物理约束和在线模型）与实时非侵入性光束数据相结合，来帮助诊断和控制高强度超短光束，以提供强束团动态的详细虚拟视图。
2022-03-22 physics.acc-ph
A Magnetic Field Cloak For Charged Particle Beams
如何将带电粒子束屏蔽在横向磁场中是粒子加速器和实验的共同挑战。我们证明了一个磁场斗篷是一个可行的解决方案。它允许在电子离子对撞机（EIC）和其他设施的实验前向区域使用偶极磁铁，而不会干扰入射光束。偶极子可以改善带电末态粒子在接近束线的角度处的动量测量，从而增加这些实验的物理范围。与其他磁屏蔽选项（如有源线圈）相比，斗篷不需要外部电源。我们讨论了磁场斗篷的设计参数、制造和局限性，并证明了由45层YBCO高温超导体制成的圆柱体与由环氧树脂和不锈钢粉末制成的铁磁外壳相结合，在液氮温度下屏蔽了高达0.45 T的横向磁场的99%以上（在0.5 T时屏蔽95%）。在0.45 T下，铁磁壳将由超导体单独引起的场畸变降低了90%。
2017-11-20 nucl-ex physics.acc-ph physics.ins-det
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
Heavy-Ion Storage Rings and Their Use in Precision Experiments with Highly Charged Ions
储存环已经被应用于各种高电荷离子的核物理和原子物理学实验中超过三十年。储存环操作和精密物理实验受益于束流冷却的可用性，这是几乎所有设施的共同点。存储环组件的基本方面和在各种离子光学模式的环的操作，以及可实现的光束条件进行了描述。离子储存环为稳定的放射性核束的高精度实验提供了无与伦比的能力。用于束操纵的通用技术和方法允许在任何感兴趣的能量下制备最高质量的束。因此，环是实验的一部分。最近进行的实验在很宽的能量范围和各种实验装置进行了讨论。活动和计划中的设施，新的实验装置和拟议的物理实验的概述完成这一审查。
2020-03-11 nucl-ex physics.acc-ph physics.atom-ph
Coherent Radiation of Crystalline Beams
考虑了加速器束流的结晶和辐射。首次表明带电粒子束的结晶条件不同于等离子体。发现了带电相对论束团的晶化条件，并表明这些条件在现有直线加速器中是可以满足的。研究了晶体光束在极紫外波段的相干辐射。找到了相干性的必要条件，并考虑了粒子平均间距的偏离对辐射相干性的影响。
2001-03-12 physics.acc-ph physics.optics
An Instrument for Precision Controlled Radiation Exposures, Charged Beam Profile Measurement, and Real-time Fluence Monitoring Beyond $10^{16}$ n$_{\textrm{eq}}$/cm$^{2}$
研制了一种用于电子器件和材料样品在粒子束中精确控制曝光的仪器。该仪器同时提供了一个实时记录的轮廓的光束和通量接收。该系统能够处理尺寸尺度从毫米到截面以数十平方厘米测量的扩展物体的设备。该仪器已被证明有效地运行在综合通量范围高达几倍$10^{16}$ 1-MeV中子当量/厘米$^{2}$（n $_{\textrm{eq}}$）。该系统的定位器部分包括一组远程可控的样品架，包括冷却和样品电源和读出接口，所有这些都是由低激活技术构成的。该系统的监测部件对直接放置在射束路径中的耐辐射硅二极管的电流或电压进行采样。
2020-05-14 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Energy Spectra from Electromagnetic Fields Generated by Ultra-relativistic Charged Bunches in a Perfectly Conducting Cylindrical Beam Pipe
本文讨论了满足理想导电边界条件的圆形截面直束流管中电磁场的频谱随各种源模型的变化。其中包括沿管轴以恒定速度移动的带电束团，推导出束管中麦克斯韦方程组初边值问题的精确解。在超相对论极限下，场的所有纵向分量趋于零，并且横向场的谱含量和穿过束管的任何截面的平均总电磁能量与超相对论源的性质直接相关。它示出，对于轴对称的超相对论束干涉效应的发生，显示出惊人的相似，发生由于CSR在循环机，尽管事实上，在这个限制的源不再加速。结果提供了一个分析描述，显示如何增强光谱行为取决于源的几何形状和源内结构的随机分布的细节。它们提供了一个可行的实验手段推断与微结构束团的纵向电荷分布的性质，在超相对论运动的直段的束管从观察相关的电磁能谱。它们也与设计标准有关，这些领域的相干效应发挥着重要作用。
2009-08-26 physics.acc-ph
Resonant Laser Cooling of Relativistic Charges Beams
本文研究了自谐振激光器中电子束的平均横向动力学。结果表明，在给定的外部电磁波（小增益自由电子激光）作用下，带电粒子束的横向发射度减小。这是第一次发现的效果，可以用于冷却束的各种加速器的带电粒子。在质量能量单位约为100的粒子场中，束流能量损失可以忽略不计。这种电荷束冷却方法可应用于电子、μ子和各种重粒子束。
2002-01-28 physics.acc-ph physics.flu-dyn
Neural Network Solver for Coherent Synchrotron Radiation Wakefield Calculations in Accelerator-based Charged Particle Beams
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
粒子加速器支持广泛的科学、工业和医疗应用。为了满足这些应用的需要，加速器物理学家在很大程度上依赖于通过加速器的复杂粒子束动力学的详细模拟。其中一个最昂贵的计算和难以建模的影响是相干同步辐射（CSR）的影响。当射束行进通过弯曲的轨迹（例如，由于弯曲磁体）时，它发射辐射，该辐射又与射束的其余部分相互作用。在轨迹的每一步，CSR引入的电磁场（称为CSR尾场）需要计算和计算时使用的更新的每个粒子在束中的位置和动量。CSR是束流发射度增长的主要驱动力之一，束流发射度是在许多应用中至关重要的束流质量的关键度量。CSR尾场是非常计算密集的计算与传统的电磁求解器，这是一个主要的限制，在准确地模拟加速器。在这里，我们展示了一种新的方法，CSR尾场计算使用神经网络求解器结构的方式，很容易推广到新的设置。我们通过将其添加到标准波束跟踪测试问题来验证其性能，并显示出十倍的加速比和高精度。
2022-03-14 cs.LG physics.acc-ph physics.comp-ph
Averaged dynamics of ultra-relativisitc charged particles beams
该研究针对超相对论束流描述问题，通过对洛伦兹力方程关联的联络做平均化得到平均洛伦兹力方程，验证其与原方程解的相似性，推导对应动理学模型并证明冷流体方程运算的控制因素，还重推了加速器束流动力学形式。
2012-06-19 gr-qc math-ph math.DG
