非线性加速器晶格中的单粒子动力学：在IOTA中利用八极磁铁实现大调谐分散
加速器物理
2017-04-26 v4
摘要
费米实验室正在建造可积光学测试加速器（IOTA），作为面向高强度环形加速器的加速器研发计划的核心。当前环形加速器中限制束流强度的因素之一是集体不稳定性，它可通过betatron频率（调谐）的分散经由朗道阻尼机制来抑制，或者若不稳定足够缓慢，通过外部阻尼器抑制。该分散通常由八极磁铁产生，其引入调谐对振幅的依赖性，在某些情况下还通过色散分散（调谐对粒子动量的依赖性）。八极磁铁的引入通常兼具有益（改善朗道阻尼）和有害特性，例如共振行为和动态孔径的减小。IOTA环的研究目标之一是在保持大动态孔径的同时，在一种特殊但实际的加速器配置中使用常规八极磁铁实现大的betatron调谐分散。本文中，我们通过粒子跟踪和频率图分析给出了IOTA中电子束的计算机模拟结果。结果表明，对于150-MeV电子束，环的八极磁铁可被配置为提供0.08的betatron调谐偏移（对于大振幅处的粒子），且动态孔径超过20个束流西格玛。同步运动、晶格误差和磁铁缺陷的影响对于环设计设定的参数和容差水平而言微不足道。所描述的八极插入件可能有益于增强高强度机器中的朗道阻尼。
引用
@article{arxiv.1604.08565,
title = {Single-Particle Dynamics in a Nonlinear Accelerator Lattice: Attaining a Large Tune Spread with Octupoles in IOTA},
author = {Sergey A. Antipov and Sergei Nagaitsev and Alexander Valishev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.08565},
year = {2017}
}