ILC 中 e+e- 与 gamma-gamma 对撞的束流交叉角优化
摘要
目前，国际直线对撞机（ILC）的设计针对 e+e- 对撞进行了优化；光子对撞机（gamma-gamma 与 gamma-electron）被视为一种可选方案。诸如 LHC 上观测到的双光子过剩 F(750 GeV) 等意外发现，可能强烈推动光子对撞机的建造。为启用 gamma-gamma 对撞选项，ILC 设计从一开始就应与之兼容。本文讨论束流交叉角问题。在 ILC 技术设计中，该角度为 14 mrad，刚好足以给终聚焦四极磁铁和出射束流提供足够空间。对于 gamma-gamma 对撞，交叉角必须更大，因为多次康普顿散射产生的低能电子在与对向电子束对撞时会获得较大的扰动角，并在螺线管探测器磁场中发生一定偏转。对于 2E=500 GeV 的对撞机，所需交叉角约为 25 mrad。本文考虑决定交叉角的因素，以及尚不导致 gamma-gamma 亮度显著下降的最小允许值。研究表明，最佳方案是将激光波长从当前的 1 \mum（对 2E=500 GeV 为最优）增大到 2 \mum，这样可在 20 mrad 交叉角下实现高 gamma-gamma 亮度，该角度对 e+e- 对撞也颇为合适，不会引起 e+e- 亮度的任何退化，并为在同一隧道中建造能量更高的未来对撞机（如 CLIC）提供了可能。此外，2 \mum 波长对 2E = 1 TeV 的对撞机（例如可能的 ILC 能量升级）是最优的。请将本文视为将 ILC 交叉角从 14 mrad 增大到 20 mrad 的呼吁。
引用
@article{arxiv.1801.10471,
title = {Optimization of the beam crossing angle at the ILC for e+e- and gamma-gamma collisions},
author = {V. I. Telnov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.10471},
year = {2018}
}
备注
Talk presented at the International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2017), Strasbourg, France, 23-27 October 2017. C17-10-23.2. 12 pages, 11 figures