纵向平面内朗道阻尼丧失的阈值
加速器物理
2021-02-03 v1
摘要
朗道阻尼机制在为 LHC、高亮度 LHC 以及其他现有、以往和未来（如 FCC）的环形强子加速器提供单束稳定性方面起着关键作用。本文利用 Lebedev 矩阵方程（1968）和出现的 van Kampen 模（1983）的概念，解析推导了纵向平面内朗道阻尼丧失（LLD）的阈值。我们发现，对于二项式族中常用的粒子分布函数，在跃迁能量之上存在恒定感性阻抗 Im 时，LLD 阈值消失。因此，详细研究了宽带阻抗的截止频率或谐振频率对束流动力学的影响。这些发现通过 Lebedev 方程的直接数值解以及 Oide-Yokoya 方法（1990）得到证实。此外，还考虑了对于束流运行重要的特征，如残余振荡的振幅以及踢束（或注入误差）后的阻尼时间，在阈值上下均予以讨论。还分析了阈值对纵向相空间中粒子分布的依赖关系，包括 Im 时具有非零阈值的一些特殊情况。所有主要结果均通过宏粒子模拟得到证实，并与 LHC 中可用的束流测量一致。
引用
@article{arxiv.2011.07985,
title = {Thresholds for loss of Landau damping in longitudinal plane},
author = {Ivan Karpov and Theodoros Argyropoulos and Elena Shaposhnikova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07985},
year = {2021}
}
备注
40 pages, 18 figures