极化质子加速中西伯利亚蛇的最优轴

加速极化质子束并存储多圈，当加速通过自旋旋转频率与轨道振荡频率共振的能量时，可能导致极化损失。通过在环中安装西伯利亚蛇(一种绕蛇轴将自旋旋转180度而不会显著改变束流轨道的装置)可以避免一阶共振效应。对于大型环，需要多个西伯利亚蛇。本文将推导一个判据，用于找到蛇轴的最优选择。详细分析了具有超周期四的环，并以 HERA 质子环作为近似四重对称的示例。所提出的西伯利亚蛇布置使其效应相匹配，使得所有自旋-轨道耦合积分在所有能量下都为零，因此对于这种选择(我称之为蛇匹配)完全没有一阶自旋-轨道耦合。结果表明，通常至少需要八个西伯利亚蛇，并且恰好有四种排列其轴的可能性。当蛇之间的 betatron 相位提前选择适当时，四个西伯利亚蛇可能就足够了。为了证明已找到有利的蛇选择，对 HERA-p 加速周期的一部分进行了极化质子跟踪，结果表明本文提出的西伯利亚蛇布置最能保持极化。