Compact MHz high repetition rate EUV to soft x-ray free electron laser
この論文は、大学や研究機関でも設置可能な 100 メートル未満のコンパクトな施設で、超伝導加速器技術と回折限界型蓄積リングを統合し、MHz 帯域の高繰り返し周波数を持つ EUV から軟 X 線までの自由電子レーザーを実現する概念設計を提示し、その建設・運用コストの大幅な削減と研究アクセスの拡大を提案するものです。
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24 件の論文
Synchrotron radiation leveling at future circular hadron colliders
将来の円形ハドロン衝突型加速器（FCC-hh）において、ビームエネルギーを調整してシンクロトロン放射の熱負荷を制限する「シンクロトロン放射レベルリング」という新手法を提案し、これによりピークおよび積分光度の向上、特にヒッグス粒子対生成事象の増加（60% 以上）が実現可能であることを示しています。
Short-Pulse High-Power THz Generation Using Optical Klystron FELs: Simulation Results
本論文は、光学キヤスロンの概念をテラヘルツ領域に適用し、スリップ効果を補償する新しいチカイン埋め込み遅延方式を提案・シミュレーションすることで、サブピコ秒の超短パルスかつマルチメガワット級の高出力テラヘルツ放射の生成が可能であることを示しています。
Ultra-Sharp Upright Photon Radiotherapy via Low Energy Extended Distance: An Alternative to FLASH for high flux Sources
本研究は、臨床リニアックから 2.5 MV の低エネルギー光子ビームを 4 m の延長距離で照射する手法（2.5 MV-ED）を検証し、標準的な 6 MV ビームと比較して半影を著しく狭め、表面被ばくを低減しつつ深部線量分布を維持できることを示し、これにより FLASH 療法に代わる高適合性かつ毒性の低い超鋭い線量分布の実現が可能であると結論付けています。
Conceptual Design of a Transverse Deflecting Structure for Longitudinal Diagnostics at DALI
本論文は、DALI 加速器施設におけるビームの縦方向診断のために、ビームの縦方向プロファイルや位相空間の再構成を可能にする横方向偏向構造（TDS）の概念設計、物理原理、および工学的検討について報告したものである。
Spectrum Phase and Constraints on THz-Optical klystron
本論文は、低エネルギー電子ビームにおける空間電荷効果やコヒーレントシンクロトロン放射が、THz 領域の光学キラストロンのスペクトル位相に乱れを生じさせ、スペクトル純度や安定性に根本的な制約をもたらすことを明らかにし、次世代 THz 自由電子レーザー施設の設計における重要な課題を提示しています。
Arc and Chicane Bunch Compression Schemes for Hard and Soft X-Ray Free Electron Laser Facilities: A Comparison
本論文は、X 線自由電子レーザー施設における電子バッチ圧縮方式として、従来の 4 極偏向器方式と比較して、アーク圧縮と 5 極偏向器方式の両方が軟・硬 X 線領域で大幅な性能向上をもたらすことを示し、特に UK-XFEL のような多波長同時運転施設では、バッチごとに最適な方式を選択する必要があると結論付けています。
Enhanced Emittance Evaluation using 2D Transverse Phase Space Distributions, High Resolution Image Denoising, and Deep Learning
次世代加速器のビーム診断において、従来の手法では困難だった低信号対雑音比や非ガウス分布のノイズを含むデータから、U-Net 構造を用いた教師なし深層学習フレームワークによりビームハロー構造を超高解像度で復元し、従来の限界を超えたエミッタンス評価を可能にする新たな手法を提案する。
Beam-Plasma Collective Oscillations in Intense Charged-Particle Beams: Dielectric Response Theory, Langmuir Wave Dispersion, and Unsupervised Detection via Prometheus
この論文は、中間エネルギー領域の強力な荷電粒子ビームにおけるビーム・プラズマ集団振動を、Vlasov-Poisson 系に基づく動力学場理論と Prometheus による教師なし学習を用いた検証の両面から解明し、ランダウ減衰の消失や Friedel 振動などの新しい物理現象を予測・実証したものである。
Microstructural Characterization of Nb3Sn Thin Films Using FIB Tomography
本研究は、FIB トモグラフィを用いて Nb3Sn 薄膜のサブサーフェス構造を解析した結果、スズ欠乏領域が表面より深く存在し、RF 場が強く減衰する領域にあるため、SRF 空洞の性能制限要因ではないことを明らかにしました。
Slice Emittance Preservation and Focus Control in a Passive Plasma Lens
この論文は、パッシブプラズマレンズが自由電子レーザー品質のスライスエミッタンスを維持しつつ、四極電磁石よりも 2 桁強くビームを収束させ、かつ焦点パラメータを制御可能であることを実験的に実証したことを報告しています。
High-Harmonic Coherent Pulse Generation in a Storage Ring Using Multiple-Echo-Enabled Harmonic Generation
この論文は、同一の電子バンチに対して複数の励起・エコーサイクルを適用することで、蓄積リングの複数のビームラインで異なる波長のコヒーレント放射を生成し、単一パルスの光子数を約 3 桁増大させる「多重エコー型高調波発生（multi-EEHG）」方式を提案するものである。
Operator Formalism for Laser-Plasma Wakefield Acceleration
本論文は、キャピラリー放電におけるレーザー・プラズマ wakefield 加速のダイナミクスを記述する演算子形式を確立し、線形・非線形領域のモード結合やエネルギー移動を数学的に解釈するとともに、ニューラル演算子との統合による低次元モデル化や予測制御への応用可能性を示しています。
A Scattered-Field Formulation for Coupled Geometric Wakefield and Space Charge Field Simulations in Particle Accelerators
この論文は、加速器チャンバの幾何学的形状に起因する電磁ウェークフィールドと空間電荷場を散乱場定式化を用いて結合させる自己無撞着なシミュレーションモデルを提案し、その精度と効率性を検証するとともに、高輝度電子源の設計においてウェークフィールドの影響が重要であることを示しています。
Discrete Electron Emission
本論文は、メソスケールにおける電子放出の物理を扱う際に電荷の離散性を考慮する必要性を指摘し、空間電荷制限条件下での電子分布に関する先行研究を分析するとともに、電子間隔のモデル化やスケーリング則の導出、およびシミュレーションとの比較を通じてその解析を行っている。
Updated baseline design for HALHF: the hybrid, asymmetric, linear Higgs factory
本論文では、プラズマ・ウェイクフィールド加速と従来の高周波加速を組み合わせて陽電子加速の課題を回避する非対称型ヒッグス工場「HALHF」の、当初設計で指摘された課題を解決し、パラメータとコストを最適化した更新された基本設計を要約しています。
Ion-motion simulations of a plasma-wakefield experiment at FLASHForward
DESY の FLASHForward 施設におけるビーム駆動型プラズマ加速実験を想定したシミュレーションにより、高密度電子ビームがイオンの運動を引き起こし、それがビームの縦方向に依存したエミッタンス成長などの観測可能な特徴をもたらすことを明らかにしました。
Fast chaos indicator from auto-differentiation for dynamic aperture optimization
本論文では、自動微分を用いた軌道追跡から得られる接写像のノルムを計算効率の高いカオス指標として提案し、ALS-U 格子設計の動的光径最適化において、従来の方法に比べて計算コストを大幅に削減できることを示している。
Study of fully coupled 3D envelope instability using automatic differentiation
自動微分を用いることで、従来の手法では計算不可能だった 21 個の常微分方程式で記述される 3 次元エンベロープ不安定性を効率的に解析し、空間電荷効果に起因する新たな不安定帯を発見しました。
From Beam to Bedside: Reinforcing Domestic Supply of Mo/Tc using Novel High-Current D+ Cyclotrons for Compact Neutron Generation and Mo Production
本論文は、IsoDAR 実験用に設計された高電流 D+ サイクロトロンを用いて、核反応炉や高濃縮ウランに依存せず、病院現場でモリブデン -99 を製造し、テクネチウム -99m の国内供給を強化する新たな道筋を提案しています。