超 Tau-Charm 设施 collide ring 光学设计
加速器物理
2025-07-28 v1
摘要
超 Tau-Charm 设施（STCF）是中国的下一代电子正电子对撞机，目标在中心-of-mass 能量为4 GeV 时实现超过5x10^34 cm^-2 s^-1的突破性亮度。在这种低能 regime 下，实施亚毫米垂直 beta 函数于相互作用点（< 1 mm）和 crab-waist 碰撞方案，引入严重的非线性效应，限制动力学景深并降低 Touschek 活寿命。为解决这些限制，我们提出一种新颖的准二峰对称晶体管设计，集成了多种协同特性：线性光学优化以最小化H不变量，最大化局部动量接受度（LMA）；在相互作用区域内实现至三阶的局部色差校正，结合二阶无色弧光学，增强脱动束流动力学；配置的FODO弧结构中交错排列的六极体满足-I变换，抑制三阶几何缺陷同时优化Montague函数分布；高级最终聚焦系统集成色差六极体、 crab 六极体以及战略定位的八极体，以抵消最终四极体边缘场。此外，我们开发了使用内部工具PAMKIT的多目标遗传算法，同时优化46个六极体系列，最大化动力学景深和动量带宽。光学性能在误差条件下进行评估，配以适当的校正，确保稳健的束流动力学。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.18924,
title = {Optics design of the Super Tau-Charm Facility collider rings},
author = {Ye Zou and Linhao Zhang and Tao Liu and Penghui Yang and Weiwei Li and Tianlong He and Demin Zhou and Kazuhito Ohmi and Sangya Li and Ze Yu and Yihao Mo and Hangzhou Li and Hao Zhou and Jiajun Gao and Zeyuan Meng and Qing Luo and Lei Wang and Youjin Yuan and Jingyu Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18924},
year = {2025}
}