束流辐射对 e+e- 储存环亮度的限制

研究表明，束流碰撞中单能束流辐射光子的发射导致的粒子损失，对储存环亮度施加了根本性限制：对头对头碰撞，该限制出现在能量大于 $2E \sim 140$ GeV 时；对蟹腰 (crab-waist) 碰撞，则出现在 $2E \sim 40$ GeV 时。高于这些阈值能量时，由束流辐射引起的抑制因子按 $1/E^{4/3}$ 缩放；对于固定的同步辐射功率，亮度 $L$ 与 $R/E^{13/3}$ 成正比，其中 $R$ 为对撞机半径。对于 $2E > 150$ GeV，两种碰撞方案的亮度极限相似。在 $2E=240$ GeV 的 Higgs 工厂能量下，储存环与直线对撞机 (LC) 可实现的亮度相当；在更高能量下，直线对撞机更为优越。这篇会议论文基于作者最近的 PRL 出版物 [1]，并补充了关于直线加速器 - 储存环 e+e- 对撞机以及具有电荷补偿（四束流碰撞）的环型 e+e- 对撞机的额外评论。