电子存储环中自旋动力学的 Bloch 方程：计算与理论方面
加速器物理
2020-07-30 v1
摘要
在本文中，我们描述了基于极化密度的 Bloch 方程、面向高能电子存储环中自旋极化的工作，其目标指向拟议的未来环形对撞机（FCC-ee）的 e-/e+ 方案和拟议的环形正负电子对撞机（CEPC）。Bloch 方程考虑了由同步辐射引起的非自旋翻转和自旋翻转效应，包括自旋扩散效应以及带有 Baier-Katkov 推广的 Sokolov-Ternov 效应，还有动力学极化效应。该数学模型是基于 Derbenev-Kondratenko 公式的标准数学模型的替代方案。为对 Bloch 方程进行数值和解析研究，我们对其发展了一种近似以获得有效 Bloch 方程。这是通过寻找基于 Bloch 方程底层随机微分方程系统的第三数学模型，并利用微扰 ODE 理论中的平均化方法对该系统进行近似来实现的。我们还给出了数值积分有效 Bloch 方程的算法概述。该算法使用谱方法离散相空间，并通过加性 Runge-Kutta 方法（一种高阶半隐式方法）离散时间。我们还讨论了第三数学模型对于自旋跟踪的相关性。
引用
@article{arxiv.2007.14613,
title = {The Bloch equation for spin dynamics in electron storage rings: computational and theoretical aspects},
author = {Klaus Heinemann and Daniel Appelö and Desmond P. Barber and Oleksii Beznosov and James A. Ellison},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14613},
year = {2020}
}