强子同步加速器中含空间电荷的半整数停止带的表征与最小化
加速器物理
2022-08-17 v1
摘要
在任何强子同步加速器中，半整数共振都是限制可达成最大束流强度的最强效应之一。目前正在 GSI 建设的重离子超导同步加速器 SIS100 应为未来的 FAIR 实验提供强流束。本文以 SIS100 为例，建立了一个用于表征实际类高斯分布束团半整数停止带的定量框架。本研究确定了在不同空间电荷强度下受梯度误差诱导的半整数共振影响的调谐区域。我们分析的一个关键见解是，对于束团，相对较小的梯度误差可导致较大的半整数停止带宽度。因此，可达成的最大束团强度（常称为空间电荷极限）显著降低。这与文献中基于更简化束分布的现有研究结论不同。差异的原因被确定为：当空间电荷变强时，高斯分布的停止带宽度增加，这在更长的时间尺度上显现，对同步加速器而言是相关的。同步运动在束团内提供连续发射度增长的作用受到审视。为最小化束团的半整数停止带从而提升空间电荷极限，应用了晶格校正：在优化过程中包含空间电荷可恢复与传统晶格校正等价的结果。因此，我们发现传统校正工具非常适合于提高同步加速器由梯度误差诱导的空间电荷极限。
引用
@article{arxiv.2206.07395,
title = {Characterization and minimization of the half-integer stop band with space charge in a hadron synchrotron},
author = {Dmitrii Rabusov and Adrian Oeftiger and Oliver Boine-Frankenheim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.07395},
year = {2022}
}