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储存环HIAF-SRing等时性模式的非线性磁场影响研究
随着科学技术的不断发展，储存环在粒子物理实验中已经成为了必不可少的装置。在设计储存环时，非线性磁场影响因素会对环形光学设计与集束动力学产生重要的影响。本文将从储存环的结构设计、参量选优、集束动力学等方面对储存环HIAF-SRing的非线性磁场的时性模式进行探讨。
一、储存环的结构设计
储存环是一个极具挑战性的装置，因为它需要在一个圆形轨道上保持极快的粒子运动，同时还要尽可能地减少能量损失。在设计储存环的过程中，一个重要的考虑因素就是环形光学设计。
线性光学设计要求在环形轨道上的磁铁引导下，粒子沿着想要的（通常是正或反向）方向运动。然而，非线性影响可能会使粒子传输失效。因此，在设计过程中，需要同时考虑线性和非线性磁场，以达到更好的压缩效果。
之前的研究表明，较小的半径可以减少非线性磁场的影响，从而提高粒子传输效果。因此，为了尽量减少非线性磁场的影响，储存环的直径需要足够小。
二、参量选优
储存环中的磁铁数量非常多，这也就对环形光学设计所需要考虑的变量数量提高了要求。通常，在进行系统设计时，会采用各种粒子动力学计算与模拟工具，以确定最佳参量。
在确定参量时，需要优化光学质量，即将束腔尽可能地缩小以增加光学密度。由于非线性磁场的影响，直接优化光学质量最终可能会使集束困扰更为严重，而非优秀。因此，优化过程必须在考虑非线性影响的前提下进行。
三、集束动力学
在储存环中，集束动力学描述了粒子的轨迹如何随时间变化，以及与激励振动相比所占橄榄比例的电子云等问题。非线性磁场的存在可能会导致粒子运动不受控制，从而产生束流留存剂量等问题。
在集束动力学研究中，一些工具包括Python-C-ELEGANT、Elegant、MadX和Talman等软件都已被使用。在应用这些工具时，必须考虑到非线性磁场的影响。
总之，考虑非线性磁场的影响是储存环设计与研究过程中至关重要的话题。通过合理的结构设计、参量选择和集束动力学研究，非线性磁场的影响可以尽可能被减少，从而提高储存环的功效。