Measurement and Compensation of Horizontal Crabbing at the Cornell Electron Storage Ring Test Accelerator
在储存环中，射频腔中的水平色散引入了水平-纵向（xz）耦合，导致xz平面中的波束倾斜。这种耦合的特征在于出现在1圈传输矩阵的正常模式分解中的“蟹形”色散项λ a。λ a与RF腔电压和腔中的水平色散成比例。我们报告的实验在康奈尔大学电子储存环测试加速器（CesrTA），xz耦合探索使用三个晶格具有不同的螃蟹属性。我们的特点xz耦合每种情况下，通过测量光束的水平投影与光束尺寸监视器。三种晶格配置对应于a）在光束尺寸监测源点处的16 mrad xz倾斜，b）由两对RF腔中的一对与第二对RF腔引入的色散补偿，以及c）RF腔中的零色散，完全消除色散。此外，束内散射（IBS）是显而易见的，在我们的测量光束尺寸与射频电压。
2014-03-13 physics.acc-ph
Polarized positron production at MeV electron accelerators
极化正电子的极化电子（PEPPo）实验已经证明了由极化电子束的韧致辐射在高- $Z$靶中产生的从电子到正电子的极化的有效转移。在初始电子束动量为8.19MeV/ $c$的条件下，测量到的正电子极化率高达82%，只受电子束极化率的限制。结合极化电子源的高强度和高极化性能，该技术将有效的极化正电子能力从GeV扩展到MeV电子加速器。本演示回顾了PEPPo原理验证实验，并讨论了未来应用的前景。
2017-11-27 physics.acc-ph physics.atom-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
Measurement and modeling of electron-cloud-induced betatron tune shifts at the Cornell Electron-positron Storage Ring test accelerator
我们报告了在康奈尔正负电子储存环上对2.1和5.3 GeV的正电子束团串的电子云诱导的电子感应加速器调谐位移的广泛测量，这些正电子束团的数量范围在0.64 × 10^10 ~ 9.6 × 10^10之间。使用一个见证聚束与可变距离的训练和变量聚束人口的末端提供云衰减和云捏聚过程中的聚束通道的信息。我们采用蒙特卡罗模拟的反射和吸收的同步辐射光子，以确定周围的存储环的圆周吸收网站的模式。Geant 4模拟工具包用于模拟光子与束管壁的相互作用，并确定种子电子云的光电子的产生能量和位置分布。一个电子云建立模型的基础上拟合环平均的二次产额性质的真空室预测与测量的调谐位移。
2019-08-05 physics.acc-ph
Increasing the opening speed of the plasma opening switch on an direct action accelerator with an inductive energy storage device
National Science Center ”Kharkiv Institute of Physics and Technology”（哈尔科夫物理与技术国家科学中心）
通过优化电气参数提升直接作用加速器中等离子体开关的开启速度和电压倍增因子
2026-01-15 physics.acc-ph
Low emittance lattice for the storage ring of Turkish Light Source Facility TURKAY
土耳其加速器中心）项目旨在在土耳其建立一个加速器中心。该项目的第一步是建设红外自由电子激光装置。第二阶段是建立一个名为TURKAY的同步辐射装置，这是第三代同步辐射光源，旨在实现3 GeV低发射度电子束的高亮度光子束。电子束参数高度依赖于储存环的磁晶格。本文提出了一种用于TURKAY的低发射度储存环，并研究了磁晶格的束流动力学特性。
2014-09-16 physics.acc-ph
Random Beam Propagation in Accelerators and Storage Rings
导出了经典作用量、动量和密度定值时的联合概率分布的动力学方程。进而将流体力学的连续性方程和动量密度平衡方程转化为描述粒子在有效电磁场中运动的类薛定谔方程，得到了规范势的表达式。
1999-08-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph quant-ph
Bayesian Optimization of the Beam Injection Process into a Storage Ring
我们已经评估了数据高效的贝叶斯优化方法的具体任务，注入调整在圆形加速器。在本文中，我们描述了这种方法的实施在卡尔斯鲁厄研究加速器多达9个调整参数，包括相关的超参数的测定。我们表明，贝叶斯优化方法优于手动调整和常用的Nelder-Mead优化算法在模拟和实验。该算法还成功地用于简化安装新注入磁体后的调试阶段，并在加速器操作期间定期使用。我们证明，引入上下文变量，包括内束散射效应，如Touschek效应，进一步提高了控制和鲁棒性的注入过程。
2023-03-06 physics.acc-ph
Proposal of Polarized ^3He^{++} Ion Source for JINR Accelerator Complex
在JINR加速器复合体极化氘源的基础上，利用现有的六极磁铁和低场射频跃迁装置，通过向其射频离解器中注入^3He气体产生亚稳原子，研制了一种JINR加速器复合体极化^3He ^{++}离子源。研究了氦-3原子亚稳态的射频跃迁。非耦合基中的薛定谔方程|在定态的基础上得到了α_e，α_h>和α_e，α_h>.计算机模拟的结果与公布的数据一致。给出了利用氦-3中两种不同频率的弱场跃迁来获得正或负的氦离子极化的可能性。
2009-09-25 physics.acc-ph physics.atom-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
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
Machine learning enabled fast evaluation of dynamic aperture for storage ring accelerators
对于任何基于储存环的大型科学设施，最重要的性能参数之一是动态孔径（DA），它以全局方式测量带电粒子的运动稳定性。到目前为止，长期跟踪模拟被认为是最可靠的方法来计算DA。然而，数值跟踪可能会成为一个重要的问题，特别是当大量的候选设计的存储环需要进行评估。在本文中，我们提出了一种新的基于机器学习的方法，它可以减少DA跟踪的计算成本约一个数量级，同时保持足够高的评估精度。此外，我们证明了这种方法是独立的存储环的具体物理模型。这种方法具有潜在的应用于识别其他复杂动力系统中的不规则运动的类似问题。
2021-10-22 physics.acc-ph physics.comp-ph
Influence of electron cooling on the polarization lifetime of a horizontally polarized storage ring beam
先前的出版物已经表明，在COSY储存环中的偏振0.97-GeV/c氘核束的面内偏振（IPP）分量可以通过束聚束、电子冷却（在任何自旋操纵之前）、六极场调整和束强度限制的组合获得超过1000 s的偏振半衰期。本文记录了进一步的测试，指出在IPP寿命的额外收益，如果冷却是积极的整个光束存储。
2020-11-18 physics.acc-ph
High brightness, symmetric electron bunch generation in a plasma wakefield accelerator via a radially-polarized plasma photocathode
本文扩展等离子体光阴极方案，采用径向极化激光产生高电荷、高亮度且发射度对称的电子束，并通过贝叶斯优化评估性能，发现其在最优加载下优于线极化方案。
2025-05-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration and Storage of Polarized Electron Beams
我回顾了电子储存环和加速器中自旋动力学的最新发展。
1999-01-23 physics.acc-ph physics.class-ph quant-ph
Stochastic dynamics and Fokker-Planck equation in accelerator physics
本文的目的是研究在噪声影响下储存环中的粒子动力学。通过数值求解相应的Fokker-Planck方程，处理了一些简化的随机梁动力学问题。
1999-01-11 physics.acc-ph
Nonlinear Accelerator Problems via Wavelets: 1. Orbital Motion in Storage Rings
在这一系列的八篇论文中，我们提出了一些加速器物理问题的小波分析多项式逼近的方法的应用。在这一部分中，根据变分方法，我们在相空间小波基的良好局部化的基础上，获得了储存环中轨道粒子运动的多分辨率（多尺度）展开表示。通过这种“小波显微镜”技术，我们可以考虑到每个尺度的分辨率的贡献。
1999-04-21 chao-dyn math-ph math.MP
Colliding Pulse Injection of Polarized Electron Bunches in a Laser-Plasma Accelerator
针对现有激光等离子体加速器极化电子束产生方案的固有局限，提出对撞脉冲注入技术，结合贝叶斯优化参数，可利用100-TW级激光获得高电流、高极化度且品质优异的电子束团。
2023-10-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Study of Magnetic Hysteresis Effects in a Storage Ring Using Precision Tune Measurement
随着近几十年来加速器科学和技术的进步，加速器社区已经专注于下一代光源的开发，例如衍射限制存储环（DLSR），其需要精确控制电子束能量和电子感应加速器调谐。这项工作的目的是了解磁滞效应的电子束能量和晶格聚焦的圆形加速器，并开发新的方法来获得更好的控制这些影响。在本文中，我们将报告我们最近的实验研究的磁滞效应及其对杜克储存环晶格的影响，使用横向反馈为基础的精密调谐测量系统。与磁铁归一化和晶格斜坡的主要磁滞效应进行了仔细研究，以确定一个有效的程序晶格制备，同时保持高度的可重复性的晶格聚焦。通过测量调整四极设置所引起的电子感应加速器调谐偏移，研究了局部磁滞效应。一种新的技术已经被开发出来，以精确地恢复四极的聚焦强度，通过返回到一个适当的设置，以克服局部滞后效应。
2016-04-16 physics.acc-ph
Linear dynamics of charged particles in the main lattices of storage rings
为了研究加速器磁场中同步辐射的特性，首先需要得到希尔方程的连续解。为此目的，梯度或磁场的分量被开发成一系列。现在对储存环采用同样的程序。这种方法被证明是有趣的，不仅从描述粒子在普通三维空间中的运动的角度来看，而且在我们得到新的微分方程的事实。这一简短的评论可以被视为对所提出的方法的介绍。下一步可能是添加非线性。这将是现有加速器中确定电子感应加速器振荡的最佳近似。
2015-04-10 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
Polarized electron bunch refresh rates in an electron storage ring
针对高能储存环中极化电子束团弛豫问题，提出通过自旋匹配最大化建立时间常数并均衡“上”“下”束团刷新率的方案，以维持极化并减少HEP实验系统误差。
2025-02-01 physics.acc-ph
Synchrotron Radiation in Cyclic Accelerators
本文发展了一种描述接近于循环加速器的磁模型的电子动力学的方法，并应用于带电粒子电磁辐射的分析。本文导出了考虑加速器和储存环晶格中电子振动的同步辐射角特性公式。结果表明，无论是光子的偏振度，以及辐射强度的光谱和角分布，表现出可观察到的依赖于垂直电子感应加速器振荡。
2018-11-25 physics.acc-ph
Beam Polarization at the ILC: the Physics Impact and the Accelerator Solutions
在这篇文章中，讨论了偏振光束的加速器解决方案及其对物理测量的影响。聚焦是在相互作用点附近进行精密偏振测量的物理要求，也是偏振源实现精密偏振测量的物理要求。基于参考设计报告（RDR）中描述的ILC基线计划，考虑到在100 GeV和250 GeV之间的束流能量的物理运行，以及Z极上的校准运行和1TeV升级和GigaZ选项，讨论和评估了最近的发展。
2009-03-17 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
ETEAPOT: symplectic orbit/spin tracking code for all-electric storage rings
用于测量质子电偶极矩（EDM）的拟议方法使用存储在全电存储环“陷阱”中的强烈极化质子束。在232.792 MeV的“神奇”动能下，质子自旋被“冻结”，例如总是平行于瞬时粒子动量。本文介绍了一个加速器模拟程序ETEAPOT，一个新的组件的统一加速器库（UAL），用于长期跟踪的粒子轨道和自旋的电弯曲加速器，以模拟EDM储存环实验。虽然在性质上与磁环非常相似，但带电环中的非恒定粒子速度赋予它们显著不同的性质，特别是在弱聚焦环中。像早期的代码TEAPOT（磁环模拟），这个代码执行\emph{exact tracking in an idealized (approximate) lattice}，而不是更传统的方法，这是\emph{approximate tracking in a more nearly exact lattice.}的BMT方程描述的自旋矢量通过理想化的弯曲元素的演变也完全解决了-本文的原创。此外，理想化允许代码是完全辛的（没有人为的“辛化”）。任何残余的寄生阻尼或反阻尼都足够小，以允许长时间的可靠跟踪，例如在估计可实现的EDM精度时假设的1000秒。
2015-03-29 physics.acc-ph
Measurement of the Spin Tune Using the Coherent Spin Motion of Polarized Proton in a Storage Ring
本文报道了首次在高能（24 GeV和255 GeV）下用驱动相干自旋运动测量自旋调谐。为了在极化质子对撞机中保持极化，重要的是要知道极化质子束的自旋调谐，其被定义为每转全自旋进动的数量。一个九磁铁自旋翻转器在两个西伯利亚蛇的存在下表现出高自旋翻转效率[1]。自旋翻转器以给定的频率（或音调）和强度驱动自旋共振。当驱动频率接近自旋频率时，质子的自旋方向不再垂直，而是围绕垂直方向进动。通过测量水平分量的进动频率，可以精确地测量自旋调谐。驱动相干自旋运动和快速的逐圈偏振测量是测量的关键。在关闭自旋翻转器之后，垂直自旋方向恢复，并且偏振值不受测量的影响。这种操作保持极化的事实使得在高能加速器的操作期间测量自旋调谐成为可能。
2019-04-26 physics.acc-ph
Accelerator Preparations for Muon Physics Experiments at Fermilab
目前正在考虑利用现有的费米实验室设施为两个μ子实验-μ子到电子转换实验（μ 2 e）和新g-2实验-提供束流。在Tevatron对撞机运行II完成后，正在计划进行这些实验，利用今天用于反质子积累的束线和储存环，而不需要进行大量的重新配置。正在调查的操作方案和预期的加速器改进或重新配置将被提出。
2009-10-19 physics.acc-ph
Beam Physics of Integrable Optics Test Accelerator at Fermilab
费米实验室的积分光学测试加速器是一个电子储存环，旨在测试先进的加速器物理概念，包括实施非线性积分束流光学和光学随机冷却实验。该机器目前正在先进超导测试加速器设施中建造。在本报告中，我们介绍了该项目的目标和现状，并描述了机器设计的细节。特别是，我们专注于数值模拟设置的设计要求，并支持机器参数的选择。
2013-01-28 physics.acc-ph
Polarized Protons in HERA
HERA的极化质子束目前只能通过从极化源中提取光束，然后在DESY的三个同步加速器中加速来产生。本文解释了在圆形加速器中质子束去极化的过程，描述了在DESY加速器链中可以避免这种去极化的装置，并提到了在HERA的高能量下变得重要的具体问题。在HERA的高能量，自旋运动不能准确地描述与孤立的共振模型已成功地用于较低的能量环。为了说明更精确模拟的原理，引入不变自旋场来描述光束的平衡偏振态和加速过程中的变化。它将显示如何线性自旋运动导致计算快速近似不变的自旋场，以及如何修改这更耗时，但准确的非微扰计算。这些技术的分析，使我们能够建立最佳西伯利亚蛇计划HERA。
2000-06-05 physics.acc-ph
First simultaneous measurement of sextupolar and octupolar resonance driving terms in a circular accelerator from turn-by-turn beam position monitors data
储存环和对撞机中的束流寿命受到晶格非线性等因素的影响。它们的控制对加速器的动态孔径非常有益，其扩大通常导致更有效的注入和更长的寿命。本文介绍了一个程序来评估和纠正不必要的非线性，通过使用轮流光束位置监测数据，这是以前的工作的共振驱动项（RDTs）的演变。有效的六极磁误差和倾斜在ESRF电子储存环的评估和纠正（如果可能的话），通过使用这种技术。这是第一次，八极RDTs也可以被测量，并用于定义一个八极模型的主要四极。在ESRF储存环的六极RDT中观察到的与模型的大部分偏差被证明是由聚焦误差而不是六极误差产生的。这些结果可以实现由于新的分析公式描述的非线性感应加速器运动的谐波含量的第二阶。RDT也首次用于单个六极磁体的基于束流的校准。它们也被证明是预测故障磁体和验证磁性模型的强大工具。该技术还为数据分析可靠性的自我评估提供了一个品质因数。
2018-04-17 physics.acc-ph
Expression of Interest in R&D towards a Neutrino Factory Based on a Storage Ring and a Muon Collider
我们正在探索基于μ子存储环的中微子工厂的可行性。在这种情况下，nu_mu和nubar_e的光束来自mu-粒子的衰变（或者，nubar_mu和nu_e来自mu+）。μ子来自于兆瓦级质子束入射到核目标上产生的低能π介子的衰变。μ子被捕获到磁通道中，通过液氢中的电离“冷却”，加速到50 GeV量级的能量，并注入存储环。一个非水平的环可以将中微子束传送到一个现场探测器，也可以传送到两个相隔全球距离的场外探测器。这样的中微子工厂是现有加速器技术的一个具有挑战性的扩展。这也是一条通往μ子对撞机的自然之路，因为这两个设施在储存环上游有许多共同的元素。在正式的设计研究之前，必须在几个关键领域进行研发，例如详细的模拟和实际的目标和冷却实验。这是在国家实验室和大学推进加速器物理学领域的一个极好的机会。
1999-11-06 physics.acc-ph
In Situ Generation of High-Energy Spin-Polarized Electrons in a Beam-Driven Plasma Wakefield Accelerator
原位产生高能、强流、自旋极化的电子束是高能对撞机等离子体加速器发展的一个突出的科学挑战。在这封信中，我们将展示如何通过将某些原子的电子与圆偏振激光场电离注入到光束驱动的等离子体尾场加速器中来产生这样的自旋偏振相对论光束，为这一挑战提供了非常理想的一步解决方案。利用含时薛定谔方程（TDSE）模拟，我们发现氙原子的自旋相关电离倾向规律在强场多光子区与非绝热隧穿区相比可以逆转，导致高的总自旋极化.此外，三维粒子模拟（PIC）与TDSE模拟相结合，提供了从开始到结束的模拟氙原子的自旋相关的强场电离和随后的捕获，加速，并保存在锂等离子体中的电子自旋极化。我们展示了一个高电流（0.8 kA），超低归一化发射度（~37 nm），和高能量（2.7 GeV）的电子束在短短11厘米的距离内产生，高达~31%的净自旋极化。通过优化这一概念，更高的电流、能量和净自旋极化束是可能的，从而解决了等离子体加速器发展面临的一个长期问题。
2021-12-23 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.optics
Lattice Design in High-energy Particle Accelerators
本讲座介绍了高能量储存环晶格的设计。应用已建立的横向束流光学的形式主义，磁晶格的发展的基本原则进行了解释，并讨论了由此产生的磁体结构的特性。本文讨论了储存环单元的周期性组装及其边界条件，这些边界条件涉及束流光学参数的稳定性和定标，以及特殊的晶格插入，如漂移、小β截面、色散抑制器等。除了严格处理这一问题所必需的精确计算外，缩放规则被示出并且简单的经验法则被包括，其使得晶格设计者能够进行第一估计并且获得“在一个格子的背面”的基本数字。
2016-01-19 physics.acc-ph
Feasibility of OTR Imaging For Laser-Driven Plasma Accelerator Electron-Beam Diagnostics
我们报告的初步考虑使用线偏振光学跃迁辐射（OTR）的激光等离子体加速器（LPAs），如在德克萨斯大学奥斯汀分校的电子束的特征。这两个LPA在100 MeV和2-GeV下工作，目前估计归一化发射度为~ 1 mm mrad，束流发散度小于1/γ，束流尺寸在微米级确定。分析建模结果表明，使用这些OTR技术的LPA应用的可行性。
2018-05-10 physics.acc-ph
Reconstruction of Storage Ring 's Linear Optics with Bayesian Inference
提出了一种利用含有测量误差的TbT数据精确重建储存环线性光学系统的新方法。该方法采用了基于马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）算法的贝叶斯推断，该算法广泛用于数据驱动的发现。通过假设一个预先设定的未知参数的加速器模型，推理过程产生他们的后验分布。这种方法是证明通过推断的线性光学Twiss参数和测量不确定性，使用一组数据测量的国家同步辐射光源-II（NSLS-II）储存环。一些关键的影响，如辐射阻尼率，退相干由于非线性和色度也可以包括在模型和推断。在现有的方法中，这些影响通常被忽略。基于MCMC的贝叶斯推断的一个优点是它不需要大的数据池，因此在可能发生显著的机器漂移之前，可以从单个数据快照中的有限数量的圈完成完整的光学重构。加速器模型中不确定性参数的精确重构是利用不确定性改善机器性能的重要先验信息。
2019-06-27 physics.acc-ph
Generation of polarized particle beams at relativistic laser intensities
极化电子、正电子、质子和离子在强激光和等离子体场中的加速是获得多MeV范围内极化光束的一个非常有吸引力的选择。最近，在理解导致高度极化的主要机制、这些过程的数值模拟及其实验实施方面取得了实质性进展。本文综述了偏振激光等离子体加速器的概念和光束偏振测量的现状。
2020-06-12 physics.acc-ph
Beam Position Monitoring System at CESR
康奈尔正负电子储存环（CESR）由高能物理正负电子对撞机改造而成，作为康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）的专用同步加速器光源，并作为测试加速器进行加速器物理研究，能够研究与未来阻尼环，对撞机和光源相关的主题。在这种模式下，储存环运行的初始阶段的一些特定主题被标记为CesrTA（CESR作为测试加速器），包括1）产生低发射度束的调谐技术，2）储存环中电子云发展的研究和3）束内散射效应。CESR完全转换为CesrTA发生在几年的时间内，在其他地方描述。作为这一转换的一部分，CESR束流位置监测（CBPM）系统进行了全面升级，以提供这些研究所需的仪器功能。本文介绍了新的CBPM系统硬件，其功能和升级后的系统进行的代表性测量。
2017-08-04 physics.acc-ph
Contribution of Wiggler to Radiation Integral in an Electron Storage Ring
本文针对电子储存环中wiggler对电子束发射度的量子激发贡献，提出了比文献近似公式更精确的评估结果，对未来光源发展具有重要价值。
2024-10-13 physics.acc-ph
On Possibilities of High Precision Fundamental Physics Experiments in Spin-Transparent Storage Rings of Low Energy Polarized Electron Beams
本文提出基于自旋透明方法的低能极化电子束小型存储环新设计，用于直接测量电子永久电偶极矩并搜寻暗能量与超轻暗物质。
2023-06-28 hep-ex physics.acc-ph
Comments on "Wall-plug (AC) power consumption of a very high energy e+/e- storage ring collider" by Marc Ross
论文arXiv：1308.0735质疑了TLEP指导小组在arXiv：1305.6498中估计极高能量e+e-储存环对撞机TLEP的功率需求时所做的一些技术假设。我们表明，我们的假设是基于欧洲核子研究中心的经验与LEP和大型强子对撞机，以及其他地方的加速器，并确认我们早期的基线估计的TLEP功耗。
2013-08-12 physics.acc-ph
Beam by design: laser manipulation of electrons in modern accelerators
基于加速器的光源，如储存环和自由电子激光，使用相对论电子束在宽光谱范围内产生强辐射，用于物理学、化学、材料科学、生物学和医学的基础研究。全世界有十多个这样的辐射源，正在建造新的辐射源，以提供符合新研究日益复杂和深入的辐射。即便如此，传统的加速器技术往往无法跟上新的需求，因此，新的方法不断出现。在这篇文章中，我们回顾了各种最近开发的和有前途的技术，依赖于激光操纵和重新排列的电子分布，以定制的辐射的属性。综述了电子-激光相互作用的基本理论、在电子束中产生微结构和纳米结构的技术以及产生具有可定制波形的辐射的技术。我们综述了基于激光的技术，用于产生完全相干的x射线，锁模的x射线脉冲序列，轨道角动量的光，和阿秒甚至零秒长的相干脉冲在自由电子激光。讨论了在储存环中产生飞秒脉冲的几种方法。此外，我们描述了各种方案，旨在提高性能的光源，通过精确的光束准备，包括光束调节，激光加热，发射度交换，和各种基于激光的诊断。这些技术共同代表了现代加速器中一个新兴的“设计束流”概念，这是本文的主要焦点
2014-04-09 physics.acc-ph
Compensation for Booster Leakage Field in the Duke Storage Ring
杜克大学的高强度伽马射线源（HIGS）是一个加速器驱动的康普顿伽马射线源，为光核物理研究提供1 MeV至100 MeV的高通量伽马射线束。HIGS设施运行三个加速器，一个直线加速器预注入器（0.16 GeV），一个助推器注入器（0.16-1.2 GeV）和一个电子储存环（0.24-1.2 GeV）。由于助推器注入器靠近储存环，靠近环的助推器偶极子的磁场可以显著地改变在低能量区域中操作的储存环中的闭合轨道。这种类型的轨道畸变对于某些精度实验可能是一个问题，这些实验需要伽马射线束的高度能量一致性。这种能量一致性可以通过保持伽马射线束的一致瞄准来实现，因此，在康普顿碰撞点处的稳定电子束轨道和角度。为了克服助推器泄漏场问题，我们开发了一种轨道补偿方案。该方案采用两个快速轨道校正器，并作为前馈与慢轨道反馈系统一起透明运行。在本文中，我们将描述这种泄漏场补偿方案的发展，并报告的测量结果，证明了该方案的有效性。
2016-05-21 physics.acc-ph
An MDM Spin Transparent Quadrupole for Storage Ring based EDM Search
储存环为直接测量带电粒子的电偶极矩提供了一种有吸引力的选择。为了达到10^-29 e x cm的灵敏度，关键是要减轻所有来源的系统误差。在此，我们提出了一种独特的磁偶极矩~（MDM）自旋透明四极子的想法，它可以显著减小由于粒子遇到的横向电场和磁场引起的系统误差。
2016-11-15 physics.acc-ph
Practical aspects of transverse resonance island buckets at the Cornell Electron Storage Ring: design, control and application
本文提出一种在康奈尔电子储存环6-GeV格架中优化动力学和动量孔径并保持横向共振岛桶（TRIBs）形成条件的新方法，通过降维与优化算法设计旋钮控制TRIBs，并经模拟与实验验证，还提出了单岛驱动方案及应用前景。
2024-11-12 physics.acc-ph
Lattice design and experimental studies of nonlinear resonance at the Cornell Electron Storage Ring
本文研究存储环中非线性共振导致的横向共振岛（TRIBs）形成条件，为CESR设计6-GeV晶格并实验验证了TRIBs的存在与旋转，与理论计算一致。
2023-10-11 physics.acc-ph
Plasma acceleration of polarized particle beams
本文综述了自旋极化粒子束在激光等离子体加速领域的研究进展，重点探讨了激光脉冲与高能粒子束在等离子体中的相互作用、自旋相关效应的标度律以及极化轻子、离子和伽马量子的加速方案。
2025-09-26 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Developing a 50 MeV LPA-based Injector at ATHENA for a Compact Storage Ring
在激光驱动下，在等离子体中产生了相对论电子束，并成功地将其加速到具有GV/m梯度的高能。现在，是时候把重点放在激光等离子体加速（LPA）光束的应用。亥姆霍兹协会的“加速器技术亥姆霍兹iNfrA结构”（ATHENA）促进创新的粒子加速器和高功率激光技术。作为ATHENAe支柱的一部分，将开发由LPA驱动的几种不同的应用，例如紧凑型自由电子激光，医学成像和首次实现LPA束注入储存环。后一项工作是在德国电子同步加速器（DESY）、卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和耶拿亥姆霍兹研究所（HIJ）的密切合作下进行的。在KIT的cSTART项目中，正在准备一个紧凑的储存环，该储存环针对短聚束进行了优化，适合接受基于LPA的电子聚束。在这次会议的贡献，我们将介绍50 MeV的基于LPA的注入器，并给出了有关项目目标的概述。等离子体注入器的关键参数将被提出。最后，将总结项目的现状。
2021-06-21 physics.acc-ph
Elaboration on the kinetic approach of Derbenev and Kondratenko to spin-polarized beams in electron storage rings
University of New Mexico（新墨西哥大学）；University of Maryland College Park（马里兰大学帕克分校）；Los Alamos National Laboratory (LANL)（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Cornell University（康奈尔大学）；Emily Griffith Technical College（艾米丽格里菲斯技术学院）；Deutsches Elektronen–Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）
本文扩展了Derbenev和Kondratenko的动能方法，用于描述存储环中电子自旋极化的影响，并提出了新的计算方法和应用范围。
2026-02-23 physics.acc-ph
Novel ASTA Users Facility At Fermilab: A Testbed For Superconducting RF Technology And ERL R&D
目前正在费米实验室调试的高级超导测试加速器（ASTA）将使广泛的基于束流的实验能够研究束流强度的基本限制，并开发粒子束产生，加速和操纵的变革性方法。ASTA结合了一个超导射频（SRF）直线加速器，耦合到一个光电注入器和能够存储电子或质子的小周长存储环。ASTA将为能源前沿设施的研发建立一个独特的资源，并为SRF加速器和高亮度光束应用（包括ERLs）建立一个测试平台。ASTA的独特之处包括：（1）高重复率，（2）美国最高的峰值和平均亮度之一，(3)一个GeV级的束流能量，（4）一个非常稳定的束流，（5）SRF和高质量束流的可用性，以及（6）一个存储环能够支持广泛的环为基础的先进的束流动力学实验。这些独特的功能将促进先进加速器研发的广泛计划，这在其他地方无法进行。我们描述了ASTA及其实验计划，特别强调了与ERL相关的加速器研发机会。
2014-09-19 physics.acc-ph
The impact of the ISR on accelerator physics and technology
ISR（Intersecting Storage Rings）是两个相交的质子同步加速器环，每个环的周长为942米，八重对称，从1971年到1984年运行了13年。欧洲核子研究中心PS向两个环注入了26 GeV/c的质子束，可以加速到31.4 GeV/c。ISR的物理工作与30-40 A的光束超过40-60小时，其超导低β插入的亮度为1031-1032 cm-2 s-1。ISR展示了对撞机束流物理的实用性，同时催化了加速器技术和工艺的快速发展。
2012-06-18 physics.acc-ph
Analytical Estimations of the Chromaticity and Corrections to the Spin Precession Frequency in Weak Focusing Magnetic Storage Rings
理解束流和自旋动力学是加速器物理学的基础，随着强度前沿中更高精度的粒子物理实验的出现，人们对更精确地估计束流和自旋动力学变量的兴趣越来越大。本文对最简单的粒子加速器：弱垂直聚焦的圆形磁储存环中的一些重要变量，如束流横向色度和自旋进动频率偏置，给出了解析估计。我们试图精确地从小的电子感应加速器振荡或动量色散获得下一阶近似，通过高精度的自旋跟踪模拟验证。我们还讨论了一种潜在的方法来抑制自旋进动频率偏置，相关的实验可能会发现有益的。
2022-02-20 hep-ex physics.acc-ph
Accelerator Design for the CHESS-U Upgrade
在2018年夏季和秋季，康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）正在进行升级，以增加X射线用户的高能通量。升级需要更换康奈尔电子存储环（CESR）的六分之一，反转一半CHESS束线的极性，并切换到单束同轴操作。新的六分仪是由六个双弯消色差（DBA）与组合功能偶极四极。虽然DBA设计被广泛使用和理解，但CESR修改的约束使CHESS-U晶格独特。本文介绍了设计目标，约束条件，并实施CESR加速器升级CHESS-U。
2019-01-31 physics.acc-ph
CESR Test Accelerator
康奈尔电子储存环（CESR）于2008年被重新配置为测试加速器，以研究超低发射度阻尼环的物理学。在大约40天/年可用于专用操作作为一个测试加速器，专门的仪器被用来测量的增长和缓解的电子云，发射度增长由于电子云，束内散射，和离子，和单个和多聚束不稳定性产生的集体效应。CESR引导场光学的灵活性和加速器建模代码与控制系统的集成使得实验范围非常广泛。CesrTA关于电子云效应、发射度调谐技术和用于测量电子云、射束尺寸和射束位置的射束仪器的研究结果是ILC阻尼环设计的基础，如ILC技术设计报告所述。该计划使康奈尔大学集团能够培养出对最终工程设计和线性对撞机阻尼环调试至关重要的人才和专业知识。
2013-08-10 physics.acc-ph
