High-intensity effects on longitudinal bunch merging in hadron synchrotrons
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Le résumé fourni par la source
Longitudinal rf manipulation schemes have been widely employed for achieving various beam experiments and applications in heavy ion or proton (hadron) synchrotrons. For high-intensity hadron beams, longitudinal space charge and cavity beam loading play a key role in beam intensity limitations since they may cause beam oscillations and longitudinal emittance growth. Efficient schemes to compress such intense bunched beams and minimize the emittance blow-up during those manipulations are of practical concern. In this article, the behavior of the particle distribution in the presence of space charge and beam loading during bunch merging is investigated via a generalized elliptical bunch model and particle-in-cell (PIC) simulations. Possible schemes to minimize these intensity effects are discussed. As an application, parameters for the longitudinal rf manipulation scenario in the upcoming second phase of the China Spallation Neutron Sources (CSNS-II) are proposed. It is shown that for (slow cycling) storage rings, with an optimized set of longitudinal parameters, the emittance growth due to intensity effects can be largely dampened and a high compression efficiency is achieved. For rapid cycling synchrotrons, fast bunch merging can be achieved via a desynchronization method. The agreement between the analytical elliptical model and the PIC simulation results indicates that the extended model can be employed for the study of the intensity effects during longitudinal rf manipulations in hadron synchrotrons.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- High-intensity effects on longitudinal bunch merging in hadron synchrotrons
- Date Crossref
- 09/02/2023
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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China Spallation Neutron Source pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of High Energy Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Goethe University Frankfurt pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Dongguan 523803 Spallation Neutron Source Science Center pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH pays non établi dans la noticeEntreprise
Chinese Academy of Sciences, China Spallation Neutron Source et Institute of High Energy Physics, avec 5 autres affiliations.
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