Notre Dame 核科学实验室总结 TwinSol 与 TriSol 放射性束流装置的科学进展
Notre Dame 核科学实验室(NSL)发表论文总结其放射性束流(RIB)研究现状,介绍 TwinSol 装置(两个 6 T、30 cm 孔径螺线管,可产生 1-5 MeV/u、A=3-40 的 RIB)以及新增 5 T 第三螺线管构成的 TriSol 装置。
Notre Dame 核科学实验室(NSL)发表论文总结其放射性束流(RIB)研究现状,介绍 TwinSol 装置(两个 6 T、30 cm 孔径螺线管,可产生 1-5 MeV/u、A=3-40 的 RIB)以及新增 5 T 第三螺线管构成的 TriSol 装置。
Ye Zhou(周烨)在 Nuclear Physics B Volume 1032 发表研究,给出开弦盘积分在高能极限下的唯一性结果。文章发表于 2026 年 11 月。
MIT 与哈佛 Black Hole Initiative 团队在 arXiv 发文提出用尾场加速器的高加速梯度配合前向约 THz 探测器阵列,测量加速电子前向辐射,直接检验 Unruh 效应。
Arizona State University 团队为紧凑 X 射线光源 CXLS 提出并实验验证了基于 515 nm 激光的非线性光发射光电注入器设计,束团电荷达 200 pC、RMS 束长 140 fs、归一化发射度 1 至 1.4 mm·mrad、能散 10⁻⁴,6D 束流亮度约 9.74×10¹⁸ A/m²。
推荐理由:论文给出非线性光发射方案的完整束流参数与UV损伤对照数据,便于评估紧凑光源光电注入器的路线取舍。
UCLA 与 SLAC 团队通过自洽多粒子跟踪和 Liénard-Wiechert 辐射计算,模拟了 10 pC 电子束与激光脉冲串的逆康普顿散射,实现了硬 X 射线光谱梳线间距与偏移的独立可编程控制。
论文从孤立自旋共振附近的随机自旋动力学推导出统一的有限记忆响应,把相干共振贡献与随机涨落分离,指出累积共振相对自旋相位的关联函数决定偏离中心的弱共振去极化率,两种传统理论(关联边带与局域共振密度)都是该响应的受控渐近极限。
论文将开源粒子网格代码 WarpX(v26.09)引入未来轻子对撞机相互作用点的束流-束流模拟,并在分布式 GPU 架构上实现高性能运行。
一篇讲义综述了加速结构中高阶模(HOM)的抑制方法,指出带电粒子束团激发的 HOM 会恶化多束团能散与横向发射度。抑制途径包括优化加速结构与阻尼系统设计以避免其产生,以及利用快速反馈、束流对准降低已激发场的影响。文中还提到可将 HOM 信号用于束流或加速结构的诊断。
论文在 SuperKEKB 低能环 2024 年运行期记录的 208 次束流突发丢失(SBL)事件上,比较滑动窗口方差、Kalman 滤波、DeepLSTM 与混合 Conv1D-LSTM 等异常检测方法能否比基于电荷的参考触发更早预警。
JINR 的 NICA 对撞机上,SPD 实验的无触发数据采集系统完成了读出链路的硬件实现,采用两级集中器架构:L1 集中器连接前端电子学并分发同步信号,L2 集中器汇聚多路 L1 数据流。
中国科学院高能物理研究所团队推出研究智能体 Brilliance,将大语言模型、可复用物理知识与数值仿真结合,用于加速器物理的自适应研究。仅凭单条用户提示,Brilliance 设计出满足发射度与非线性接受度耦合要求的第四代同步辐射光源,得到亚 10 pm 发射度结合大动态孔径的方案,并准确推断出在运行光源的格架与刻度误差。
论文提出 GLOBE,一种物理约束的生成式隐空间算子,用于建模覆盖 10^7 空间网格的三维束流-场非线性、控制相关、多尺度演化。它将束流-场状态压缩到隐空间,由控制条件神经算子学习主导动力学,幅度归一化的生成模型捕捉残差分布,并通过 Poisson 求解与谱投影分别在静电和电磁区域强制满足场约束。
AI4MuC 研讨会报告围绕 Muon Collider 研发瓶颈梳理 AI/ML 用例,涵盖缪子产生与俘获、电离冷却、磁体与 RF、束流致背景(BIB)下的探测器设计、BIB 模拟生成、重建与软件。
SESAME 同步辐射光源尚未被中东高等教育机构充分利用,仍有更多机遇待发掘。该装置位于约旦 Allan,作者为 Maher Attal,文章发表于 Nature Physics。
Fermilab 启动 MAGNet Environment Simulator(MAGNES),由 DOE 聚变办公室与高能物理、核物理办公室共同资助,用于测试未来聚变反应堆超导电缆在强磁场下的性能。
推荐理由:原文给出了15特斯拉场强、10万安培电流与2028年首测时间表,可据此判断该测试平台的定位与进度。
论文提出 Stochastic Path Sampler(SPS),通过最小化前向与反向随机动力学在路径空间上的 KL 散度(等价于熵产生上界)来学习从高斯先验到目标分布的输运轨迹,训练只依赖作用量评估、不需要 HMC 参考数据,再用扩展空间的 Independence Metropolis–Hastings 步骤保证精确采样。
CEE T0 探测器被扩展用于在固定靶前测量慢引出束流的 spill 结构,探测器由 0.8-mm 厚 EJ-200 塑料闪烁体和两端各 16 只 SiPM 组成,读出链加入 50-pF/100-Ω 无源成形网络,把代表性脉冲下降时间缩短到约 2.15 ns。
研究人员为 HIRFL-CSR 外靶实验的 T0 探测器开发了基于 CNN 的二维位置重建方法,将 32 路 SiPM 通道的相对过阈时间和事件内归一化 TOT 组织成保留几何排布的输入张量。
论文提出用大功率 CW 磁控管为超导加速器 SRF 腔馈电,通过解析模型、PIC 模拟与实验研究其稳相与动态控制。结果显示注入锁定信号在 -10 dBc 以上时相位锁定概率显著提高,而 -20 dBc 时噪声谱密度比 -10 dBc 高约 20 dBc/Hz;受控于自激阈值以下工作可显著抑制准连续噪声。
北京大学等单位研究了 GET 波形采样电子学用于双面硅条探测器(DSSD)多通道读出的方案,通过优化 ZAP 接口板隔直电容(选定 10 nF)和波形能量提取算法,对 5.49 MeV α 粒子实现 σ=22 keV 的能量分辨率,优于 Micron Semiconductor 手册给出的该类 DSSD 典型 FWHM=60-100 keV(σ=25.5-42.5 keV)。
推荐理由:论文给出隔直电容与成形时间的具体取值及其权衡依据,可迁移到其他波形采样读出系统的调试。
第七届氦低温工程青年论坛9月21日至23日在北京怀柔高能同步辐射光源(HEPS)园区举行,由中国核学会粒子加速器分会主办、中国科学院高能物理研究所协办,160余名专家学者参会。论坛设5场特邀报告和39场专题报告,涵盖超导磁体、氦制冷液化、脉冲强磁场、射频超导和稀释制冷等方向,HEPS、SHINE、CiADS、CSNS-II、HALF、S3FEL等大科学装置团队分享了最新进展。
合肥先进光源(HALF)的500 MHz超导高频模组及配套设备通过出厂测试,超导腔压达2.1 MV、品质因数达2.2 E+9、静态漏热低于23.5 W,主要及关键参数超过设计指标。
推荐理由:原文列出超导腔压、品质因数和静态漏热三项实测参数,可据此对照设计指标判断模组研制水平。
近代物理所申报的“立西部探重器——兰州重离子加速器国家实验室科普阵地建设”案例入选全国30个科普阵地建设典型案例,由甘肃省科学技术协会推荐、在《2026年“典赞·科普中国”》节目揭晓。
中国科学技术大学1959级校友陈立泉院士获2025年度国家最高科学技术奖,该班已走出两名国家最高科学技术奖获得者,1959级校友中先后有12人当选两院院士。学校实施职务科技成果"赋权+转让+约定收益"模式,将约80%所有权赋予科研人员,撤销6个本科专业并新增人工智能等专业。2025年12月中国科学院支持中国科大建设教育科技人才一体发展示范区,学校正加速布局合肥先进光源等重大科技基础设施。
CERN 庆祝其第二大加速器 SPS(Super Proton Synchrotron)运行 50 周年,该装置曾先后作为加速器、对撞机和注入器,加速质子、反质子、电子、正电子以及氧、铅离子。SPS 最重要的成果是 1983 年发现 W 和 Z 玻色子,相关科学家于次年获诺贝尔物理学奖,它还催生了触摸屏等技术。今日举行的金禧纪念研讨会上播放了一部关于 SPS 历史的新影片。
DOE 宣布为 Genesis Mission Phase II 提供资助,Berkeley Lab 将牵头 MOAT-Core 项目,把 Super Intelligence(SI)用于粒子加速器的设计与运行,资助使项目扩展到 16 家合作机构、跨越多年。
推荐理由:原文说明了 Osprey 从原型到多机构平台的扩展路径,可了解 AI 辅助加速器运行的落地方式。
Lawrence Berkeley National Laboratory(Berkeley Lab)四位科学家获得美国能源部(DOE)早期职业研究计划(ECRP)资助,DOE 国家实验室获奖金额约 2,750,000 美元、五年期。
一项端到端 PIC 模拟显示,用反射衍射光栅形成前倾斜的飞秒激光脉冲(光谱范围 FWHM 803–863 nm、初始脉宽约 17 fs),可显著提升沿反射光栅结构加速非相对论电子的效率,明显优于激光正入射情形。改用透射衍射光栅整形倾斜脉冲前沿同样比正入射更高效,但加速率低于反射衍射光栅方案。
论文提出一种面向粒子损耗主导 regime 的离子束输运可微概率代理模型,将离散时间生存分析与条件归一化流结合,同时刻画离子沿束线的存活概率与幸存粒子的相空间分布演化。该模型应用于高维静电束线后,其似然支持基于梯度的工作电压优化以及从稀疏探测器观测推断束流性质,训练后可在毫秒尺度给出可微预测,用于实验设计、束线优化和稀有核实验的数字孪生。
今年5月至8月,IDEA 探测器概念团队利用 CERN 的 SPS 和 PS 次级束流测试了多个探测器组件原型,这是 Long Shutdown 3 停机前最后的测试机会之一。
推荐理由:文中给出μ子探测器50微米空间分辨率等具体指标,可据此了解FCC-ee探测器原型的实测进展。
研究对液氙(LXe)正靶及含入口、出口窗的容器进行计算流体动力学模拟,设计出能快速将前一束脉冲加热的 LXe 移出靶体积且无明显汽化的流动几何。模拟显示出口窗温度可保持稳定,但 ILC 类条件下的峰值能量沉积密度超过广泛接受的 35 J/g 损伤阈值。
这篇为 JINST(ICFA Beam Dynamics Newsletter)准备的综述介绍μ子加速方法及相关实验,并回顾 J-PARC 正μ子加速方案的原理、现状与展望。J-PARC 基于超慢μ子的产生与加速研制正μ子加速器,2024 年首次演示了正μ子的 RF 加速;此前μ子加速的实验演示一直较为有限。
一篇综述系统梳理了加速器中主要的射频功率传输系统类型,介绍了矩形波导与同轴线的基本原理,并讨论了功率合成系统、分配系统与传输线的基础。该文为 CAS - CERN Accelerator School "RF for Accelerators" 课程(2023 年 6 月 18 日至 7 月 1 日,德国柏林)的讲义,共 18 页。
清华大学为深圳超导软 X 射线自由电子激光装置(S³FEL)研制了一台谐振频率 216.667 MHz 的连续波 VHF 电子枪。在 SHINE 电子枪设计基础上优化了腔体形状以提高阴极电场梯度和加速电压,并改善了倍增性能与阴极附近水冷。
推荐理由:论文给出了耦合功率、阴极梯度和加速电压等具体参数,可据此了解室温 VHF 电子枪的性能水平。
粒子模拟显示,暖等离子体柱(warm plasma column)中利用电子能量回收束提取等离子体尾场残余能量以提升正电子加速效率的方案,受到高阶电离和离子运动等机制限制,难以进一步提取能量。该方案此前可实现正电子束在等离子体电子丝中的稳定、高质量加速,但能量转移效率较低。
论文用Monte Carlo模拟研究了从IMCC和μTRISTAN两种缪子对撞机设计中引出缪子衰变电子正电子的可行性,这些粒子具有高能量、高重复率和小本征不确定度的特点。
HZDR与Synchrotron SOLEIL团队在Physical Review Letters报告首次在高增益区稳定、可重复运行的激光等离子体自由电子激光,输出272纳米紫外脉冲且辐射功率呈指数上升。团队用DRACO激光在毫米级气流中产生等离子体加速电子,随后进入波荡器产生稳定紫外闪光,相比2023年结果稳定性显著提升;下一步目标是产生极紫外(EUV)光,用于纳米级芯片的质量检测。
推荐理由:文中给出272纳米波长与指数增长的输出功率,可据此判断高增益状态的实验判据。
研究将方阵收敛图(CM)方法从 4-D 扩展到完整六维相空间,采用基于特征分解的方阵表述结合迭代流程,以刻画对撞机中 crabbing kicks 等含时扰动下的横向-纵向耦合。该 6-D CM 仅用单圈映射即保留计算效率,并分辨出常规频率图分析(FMA)无法解析的高阶共振结构。方法随后用于未来 Electron-Ion Collider(EIC)的动态孔径(DA)研究,结果与 FMA 高度一致。
一项加速器物理研究提出在方矩阵递推构造近似不变量时,通过显式引入零空间基矢并在指定区域内做平均来确定其系数,从而消除四阶及以上偶数阶递推的非唯一性。该方法在 Kobayashi map 的三阶共振附近得到验证,将方矩阵构造推广到共振哈密顿动力学,可改善依赖稳定共振岛的加速器应用中对共振岛拓扑的描述。
2.5D 粒子模拟研究了分层等离子体波导(LPW)中过渡层(TL)对等离子体尾场加速器(PWFA)加速正负电子的影响,发现沿用无过渡层时的参数会改变加速条件,且变化取决于 TL 厚度。当 TL 厚度超过管状等离子体的趋肤层深度时,正电子加速率显著下降。文中提出了修正波导参数的方法,以补偿能量增益损失并保证束团稳定传输。