利用电子透镜实现束流不稳定性的朗道阻尼

现代和未来的粒子加速器采用强度越来越高、亮度越来越大的带电粒子束，并逐渐受到相干束流不稳定性的运行限制。控制不稳定性的常用方法，如八极磁铁、束流反馈阻尼器和利用色品效应，变得效果较差且不足。我们表明，相比之下，低能、磁稳定的电子束（即“电子透镜”）的洛伦兹力，能够轻松引入横向非线性聚焦，足以实现加速器中横向束流不稳定性的朗道阻尼。同样重要的是，与其他非线性元件不同，电子透镜主要在束芯处提供频率展宽，从而允许在不降低寿命的情况下实现高得多的频率展宽。针对未来环形对撞机的参数，一个几米长的常规电子透镜就能提供优于数万个超导八极磁铁的稳定性。