physics.acc-ph articles

Compact MHz high repetition rate EUV to soft x-ray free electron laser

Ce papier propose la conception conceptuelle d'un laser à électrons libres (FEL) compact de moins de 100 mètres, fonctionnant à des fréquences de répétition de l'ordre du MHz dans le domaine de l'extrême ultraviolet aux rayons X mous, afin de rendre ces outils de recherche puissants plus accessibles aux universités et aux institutions de recherche tout en réduisant considérablement les coûts de construction et d'exploitation.

Ji QiangWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Synchrotron radiation leveling at future circular hadron colliders

Cet article propose une nouvelle méthode de nivellement de la puissance du rayonnement synchrotron pour le futur collisionneur FCC-hh, consistant à ajuster l'énergie du faisceau durant les prises de données afin de limiter la charge thermique tout en augmentant la luminosité intégrée et le nombre d'événements pour des processus clés comme la production de di-Higgs.

Frank ZimmermannWed, 11 Ma⚛️ hep-ex

Short-Pulse High-Power THz Generation Using Optical Klystron FELs: Simulation Results

Cette étude présente des résultats de simulations démontrant qu'un laser à électrons libres (FEL) à klystron optique non amorcé, doté d'un nouveau système de retard intégré, permet de générer des impulsions THz cohérentes ultracourtes et de haute puissance (multi-mégawatts) en surmontant les défis de la diffraction et du glissement de phase.

Najmeh MirianTue, 10 Ma🔬 physics

Ultra-Sharp Upright Photon Radiotherapy via Low Energy Extended Distance: An Alternative to FLASH for high flux Sources

Cette étude démontre que l'utilisation de faisceaux de photons à basse énergie (2,5 MV) délivrés à une distance source-peau étendue (4 m) permet d'obtenir des pénombres ultra-fines et des doses de surface réduites par rapport aux techniques standard à 6 MV, offrant ainsi une alternative prometteuse à la radiothérapie FLASH pour des distributions de dose plus conformes et moins toxiques.

Lloyd E Kamole Ghomsi, Clinton Gibson, Veng-Jean Heng, Ramish M Ashraf, Lawrie SkinnerTue, 10 Ma🔬 physics.app-ph

Conceptual Design of a Transverse Deflecting Structure for Longitudinal Diagnostics at DALI

Ce rapport présente une étude de conception conceptuelle d'une structure de déviation transversale (TDS) destinée au diagnostic longitudinal des faisceaux d'électrons à la facility DALI, en détaillant ses principes physiques, sa capacité à reconstruire l'espace de phase longitudinal et les considérations techniques associées.

Najmeh MirianTue, 10 Ma🔬 physics

Spectrum Phase and Constraints on THz-Optical klystron

Cette étude démontre que, dans le régime térahertz à basse énergie, les effets collectifs tels que la charge d'espace longitudinale et le rayonnement synchrotron cohérent induisent une distorsion de la phase spectrale et un élargissement spectral qui imposent des contraintes fondamentales sur la pureté et la stabilité des klystrons optiques.

Najmeh MirianTue, 10 Ma🔬 physics.optics

Arc and Chicane Bunch Compression Schemes for Hard and Soft X-Ray Free Electron Laser Facilities: A Comparison

Cet article présente et compare de nouvelles méthodes de compression de paquets d'électrons, à savoir la compression par arc et le chicane à cinq dipôles, avec la technique standard à quatre dipôles, démontrant que le choix optimal dépend du schéma FEL spécifique et que les installations multi-FEL comme UK-XFEL doivent pouvoir alterner entre ces méthodes pour chaque paquet.

Adam Dixon, Peter Williams, Sara Thorin, Andrzej Wolski, Alexander Brynes, Tessa Charles, Ian BaileyTue, 10 Ma🔬 physics

Enhanced Emittance Evaluation using 2D Transverse Phase Space Distributions, High Resolution Image Denoising, and Deep Learning

Cet article présente un outil innovant basé sur un réseau de neurones convolutif profond non supervisé, capable de débruiter et de restaurer des distributions de phase transverses à haute résolution pour caractériser avec précision les halos de faisceau dans les accélérateurs de particules de nouvelle génération, même dans des conditions de faible rapport signal sur bruit et avec des ensembles de données limités.

Francis René Osswald (IN2P3, UNISTRA), Mohammed Chahbaoui (UNISTRA), Xinyi Liang (SU)Tue, 10 Ma🔬 physics

Beam-Plasma Collective Oscillations in Intense Charged-Particle Beams: Dielectric Response Theory, Langmuir Wave Dispersion, and Unsupervised Detection via Prometheus

Cet article présente un cadre théorique et computationnel validé par l'apprentissage non supervisé qui décrit les oscillations collectives dans les faisceaux de particules chargées intenses, démontrant l'existence de modes d'ondes de Langmuir non amortis au-dessus d'une densité critique et confirmant des prédictions clés telles que la fréquence plasma indépendante de la distribution et les oscillations de Friedel.

Brandon Yee, Wilson Collins, Michael Iofin, Jiayi FuThu, 12 Ma🔬 physics

Microstructural Characterization of Nb3Sn Thin Films Using FIB Tomography

Cette étude utilise la tomographie par faisceau d'ions focalisés pour révéler que, bien que les régions pauvres en étain soient plus fréquentes que prévu dans les films minces de Nb3Sn, leur localisation en profondeur les rend peu susceptibles d'être la cause limitante des performances des cavités SRF.

Eric Viklund, David N. Seidman, Sam PosenThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Slice Emittance Preservation and Focus Control in a Passive Plasma Lens

Cette lettre présente une démonstration expérimentale montrant que les lentilles plasma passives peuvent préserver l'émittance de tranche d'un faisceau de qualité laser à électrons libres tout en assurant une focalisation deux ordres de grandeur plus forte que les aimants quadripôles, avec un contrôle des paramètres focaux.

J. Björklund Svensson, J. Beinortait\.e, L. Boulton, B. Foster, J. M. Garland, P. González Caminal, M. Huck, H. Jones, A. Kanekar, G. Loisch, J. Osterhoff, F. Peña, S. Schröder, M. Thévenet, S. Wesch, M. Wing, J. C. Wood, R. D'ArcyMon, 09 Ma🔬 physics

High-Harmonic Coherent Pulse Generation in a Storage Ring Using Multiple-Echo-Enabled Harmonic Generation

Cet article propose un schéma de génération harmonique à échos multiples (multi-EEHG) pour les sources de lumière de stockage de quatrième génération, permettant de délivrer des impulsions de rayonnement cohérent à plusieurs longueurs d'onde simultanément sur différents faisceaux, avec une intensité accrue de trois ordres de grandeur par rapport au rayonnement synchrotron conventionnel.

Weihang Liu, Yu Zhao, Weilun Qin, Yi Jiao, Xiao Li, Sheng WangMon, 09 Ma🔬 physics

Operator Formalism for Laser-Plasma Wakefield Acceleration

Cet article propose un cadre formel basé sur la théorie des opérateurs pour décrire la dynamique couplée des champs laser et du plasma dans l'accélération par sillage, établissant un lien entre les sous-espaces invariants de l'espace de Hilbert et le transfert d'énergie, tout en intégrant des méthodes d'opérateurs neuronaux pour la modélisation et le contrôle prédictif.

Mostafa Behtouei, Carlos Salgado Lopez, Giancarlo GattiFri, 13 Ma🔢 math-ph

A Scattered-Field Formulation for Coupled Geometric Wakefield and Space Charge Field Simulations in Particle Accelerators

Cet article propose un modèle de simulation auto-cohérent basé sur une formulation de champ diffusé pour coupler les effets des champs de sillage géométriques et des champs d'espace de charge, démontrant ainsi l'importance de prendre en compte les wakefields électromagnétiques dans la conception de sources d'électrons à haute brillance.

J. Christ, E. Gjonaj, H. De GersemFri, 13 Ma🔬 physics

Discrete Electron Emission

Ce papier analyse les effets de charge d'espace sur l'émission électronique au niveau mésoscopique en considérant la nature discrète de la charge, en examinant la distribution et l'espacement des électrons émis depuis une surface plane, et en établissant des lois d'échelle via des modèles simplifiés comparés à des simulations informatiques.

Arnar Jonsson, Kristinn Torfason, Andrei Manolescu + 1 more2026-03-06🔬 cond-mat.mes-hall

Updated baseline design for HALHF: the hybrid, asymmetric, linear Higgs factory

Cet article présente la conception mise à jour du HALHF, un collisionneur de Higgs hybride et asymétrique utilisant l'accélération par sillage plasma pour les électrons et l'accélération radiofréquence pour les positrons, afin de résoudre les défis techniques et d'optimiser les coûts de cette installation.

C. A. Lindstrøm, E. Adli, J. B. B. Chen + 25 more2026-03-05🔬 physics

Ion-motion simulations of a plasma-wakefield experiment at FLASHForward

Cet article présente des simulations de sillage plasma pilotées par un faisceau au sein de l'expérience FLASHForward, démontrant que le mouvement des ions, souvent négligé, induit une croissance de l'émittance longitudinale qui doit être prise en compte pour l'interprétation des résultats expérimentaux.

D. Kalvik, P. Drobniak, F. Peña + 13 more2026-03-05🔬 physics

Fast chaos indicator from auto-differentiation for dynamic aperture optimization

Cet article propose l'utilisation de la norme de la carte tangente, calculée via l'auto-différenciation de trajectoires de particules, comme indicateur efficace du chaos pour optimiser l'aperture dynamique, en démontrant son application sur la conception du réseau ALS-U.

Ji Qiang, Jinyu Wan, Allen Qiang + 1 more2026-03-05🔬 physics

Study of fully coupled 3D envelope instability using automatic differentiation

En appliquant la différenciation automatique à un système de 21 équations différentielles ordinaires, cette étude a permis d'analyser efficacement l'instabilité d'enveloppe 3D couplée dans les accélérateurs de particules et de révéler une nouvelle bande d'arrêt d'instabilité auparavant inconnue, évitant ainsi le calcul prohibitif de 441 équations.

Ji Qiang2026-03-05🔬 physics

From Beam to Bedside: Reinforcing Domestic Supply of $^{99}$ Mo/ $^{99m}$ Tc using Novel High-Current D+ Cyclotrons for Compact Neutron Generation and $^{99}$ Mo Production

Cet article présente le développement d'un nouveau type de cyclotron à haut courant, initialement conçu pour l'expérience IsoDAR, capable de générer des neutrons via une cible de béryllium pour produire du molybdène-99 de manière décentralisée et sécurisée, réduisant ainsi la dépendance aux réacteurs nucléaires étrangers.

Jarrett Moon, Daniel Winklehner, Jose Alonso + 3 more2026-03-05🔬 physics

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