IntroductionThe idea of a fixed fie

Introduction
The idea of a fixed field alternating gradient (FFAG) accelerator is not new. It was invented in the
1950s right after the alternating gradient (AG) synchrotron came out [1, 2]. Instead of using pulsed
magnets as in a synchrotron, FFAG accelerators use constant field magnets like cyclotrons. Unlike
cyclotrons, however, FFAGs rely on AG focusing so that the beam size can be much smaller. In the
literature [1], there are accelerators described as FFAG betatrons, FFAG cyclotrons and FFAG
synchrotrons. This is a little confusing and in these cases, FFAG refers merely to the focusing scheme
based on so-called cardinal conditions, which we discuss later. Here we use the terms “FFAG
accelerator” or “FFAG” to mean accelerators using the FFAG focusing scheme.
Although there was very active work at the Midwestern Universities Research Association
(MURA) from the early 1950s to the late 1960s, the activity stopped when particle physics chose AG
synchrotrons for its future tool. The idea of the FFAG was sound, but unfortunately it was not the best
accelerator for energy frontier research. An AG synchrotron used more compact magnets and it was
easier to obtain high output energy. Nevertheless, the research at MURA associated with the FFAG
developments introduced a mathematical formalism and many concepts that became common later in
accelerator physics. These include beam stacking, Hamiltonian theory of longitudinal motion,
colliding beams, effects of non-linear forces, modelling collective instabilities, use of digital
computers in design of orbits, proof of chaotic motion and synchrotron radiation rings. There are two
especially informative publications [3, 4] for those interested in a historical view of FFAG
developments. The former is free to download.
A new era of FFAG development started in the late 1990s in Japan (there were in fact some
activities of FFAG design in 1980s and 1990s in the USA and in Europe; see, for example,
Refs. [5, 6]), first in connection with muon acceleration in a neutrino factory [7, 8] and later for wider
applications, especially for high-power beam production. The use of fixed field magnets enables very
fast acceleration of a beam and is limited only by the available radio-frequency (RF) voltage because
there is no restrictive magnet ramping cycle slower than the modulation of the RF frequency. As an
extreme example, acceleration of a muon beam, whose lifetime in its rest frame is 2.2 µs, becomes
possible although the required RF power would be huge. Such fast acceleration also means that beam
acceleration can be repeated more often, for example in a pulsed source. Since beam power is a
product of energy, the number of particles per pulse and the repetition rate, it is possible to produce
high-power beam via the higher repetition possible in a FFAG accelerator.
A small-scale model of a proton FFAG was first commissioned in 1999 [9] and a prototype of a
proton therapy accelerator of 150 MeV energy delivered a beam a few years later. Another FFAG
accelerator with similar specifications was constructed as a proton driver test facility linked to the

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำความคิดของเขตถาวรสลับลัด (FFAG) ที่ไล่โทนสีใหม่ไม่ได้ มันถูกคิดค้นในการ ช่วงทศวรรษ 1950 ขวาหลังจาก synchrotron (AG) ไล่ระดับสลับออกมา [1, 2] แทนการใช้สูง แม่เหล็กในการ synchrotron, FFAG ช่วยใช้ฟิลด์แม่เหล็กที่คงที่เช่น cyclotrons ซึ่งแตกต่างจาก cyclotrons อย่างไรก็ตาม FFAGs พึ่ง AG เน้นที่ขนาดลำแสงสามารถขนาดเล็ก ใน[1], วรรณคดีมีช่วยอธิบาย FFAG betatrons, FFAG cyclotrons และ FFAG synchrotrons นี้เป็นความสับสนเล็กน้อย และในกรณีเหล่านี้ FFAG ถึงเพียงแผนงานมุ่งพัฒนา ตามเรียกว่าเชิงเงื่อนไข ซึ่งเรากล่าวถึงในภายหลัง ที่นี่เราใช้เงื่อนไข "FFAG เร่ง"หรือ"FFAG"การเร่งโดยใช้ FFAG ที่เน้นโครงร่างแม้จะใช้งานมากทำงานที่สมาคมวิจัยมหาวิทยาลัย Midwestern (MURA) จากช่วงต้นทศวรรษ 1950 ถึง 1960 ปลาย กิจกรรมหยุดเมื่ออนุภาคฟิสิกส์เลือก AG synchrotrons สำหรับเป็นเครื่องมือในอนาคต ความคิดของ FFAG มีเสียง แต่น่าเสียดายไม่ดีสุด เร่งวิจัยพลังงานชายแดน การ synchrotron AG ใช้แม่เหล็กกระชับ และก็ ง่ายต่อการรับพลังงานส่งออกสูง อย่างไรก็ตาม การวิจัยที่มูที่เกี่ยวข้องกับการ FFAG พัฒนานำ formalism คณิตศาสตร์และแนวคิดต่าง ๆ ที่เป็นการทั่วไปภายใน ส่วนฟิสิกส์ ได้แก่แสงซ้อน Hamiltonian ทฤษฎีของการเคลื่อนไหวระยะยาว ชนคาน ลักษณะพิเศษของกองกำลังไม่ใช่เชิงเส้น แบบจำลอง instabilities รวม ใช้ดิจิตอล คอมพิวเตอร์ในการออกแบบของวงโคจร หลักฐานของการเคลื่อนไหวและรังสี synchrotron แหวนวุ่นวาย มีสอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลสิ่งพิมพ์ [3, 4] สำหรับผู้ที่สนใจในมุมมองทางประวัติศาสตร์ของ FFAG พัฒนา เดิมได้ฟรีดาวน์โหลดยุคใหม่ของการพัฒนา FFAG ที่เริ่มต้นในปลายทศวรรษที่ 1990 ในญี่ปุ่น (มีในความเป็นจริงบาง กิจกรรมของ FFAG ออกแบบในทศวรรษที่ 1980 และทศวรรษที่ 1990 ในสหรัฐอเมริกา และ ใน ยุโรป ดู เช่นRefs [5, 6]), แรกกับ muon เร่งโรงงานนิวตริโน [7, 8] และในภายหลังสำหรับความกว้าง ใบสมัคร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตลำแสงกำลังแรงสูง ใช้แม่เหล็กถาวรฟิลด์ช่วยให้มาก เร็วเร่งความเร็วของแสง และถูกจำกัด ด้วยแรงดันว่างคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เท่านั้นเนื่องจาก ไม่มีแม่เหล็กที่เข้มงวด ramping รอบช้ากว่าเอ็มความถี่ RF ได้ เป็นการ อย่างมาก เร่งความเร็วของแสง muon มีอายุการใช้งานในกรอบเหลือเป็น 2.2 µs กลายเป็นได้แม้ว่าพลังงาน RF จำเป็นที่จะเป็นใหญ่ได้ เร่งด่วนดังกล่าวยังหมายถึง การที่แสง เร่งความเร็วสามารถทำซ้ำบ่อย ตัวอย่างในแหล่งพัล เนื่องจากลำแสงพลังงาน ผลิตภัณฑ์ของพลังงาน จำนวนอนุภาคต่อชีพจรและอัตราการซ้ำ เป็นไปได้ในการผลิต คานกำลังแรงสูงผ่านซ้ำสูงสุดในส่วน FFAGครั้งแรกได้มอบหมายอำนาจหน้าที่แบบที่ระบุของโปรตอน FFAG ในปี 1999 [9] และเป็นต้นแบบของการ เร่งบำบัดโปรตอน 150 MeV พลังงานส่งกี่ปีแสง FFAG อื่น ส่วนช่วยดำเนินการกับข้อมูลจำเพาะที่คล้ายกันถูกสร้างขึ้นเป็นสถานที่ทดสอบโปรตอนของโปรแกรมควบคุมที่เชื่อมโยงกับการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับความคิดของสนามลาดสลับคงที่ (FFAG) เร่งไม่ใหม่
มันถูกคิดค้นในปี 1950 หลังจากการไล่ระดับสีสลับ (AG) ซินโครออกมา [1, 2]
แทนการใช้ชีพจรแม่เหล็กในขณะที่ซินโครการเร่ง FFAG ใช้สนามแม่เหล็กคงเหมือน cyclotrons
ซึ่งแตกต่างจาก
cyclotrons แต่ FFAGs พึ่งพาเอจีมุ่งเน้นเพื่อให้ขนาดลำแสงที่สามารถจะมีขนาดเล็กมาก ในวรรณคดี [1] มีเร่งอธิบายว่า betatrons FFAG, cyclotrons FFAG และ FFAG synchrotrons นี่คือความสับสนเล็ก ๆ น้อย ๆ และในกรณีเหล่านี้ FFAG หมายเพียงเพื่อมุ่งเน้นโครงการที่อยู่บนพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่าเงื่อนไขที่พระคาร์ดินัลซึ่งเราจะหารือในภายหลัง ที่นี่เราใช้คำว่า "FFAG เร่ง" หรือ "FFAG" หมายถึงการเร่งใช้ FFAG มุ่งเน้นโครงการ. แม้จะมีการทำงานที่ใช้งานมากในมิดเวสต์ของมหาวิทยาลัยวิจัยสมาคม(MURA) จากปี 1950 ในช่วงต้นถึงปลายทศวรรษที่ 1960, กิจกรรมหยุดเมื่อ ฟิสิกส์ของอนุภาคเลือกเอจีsynchrotrons เครื่องมือในอนาคต ความคิดของ FFAG คือเสียง แต่โชคร้ายที่มันไม่ได้ดีที่สุดคันเร่งสำหรับการวิจัยชายแดนพลังงาน ซินโครเอจีใช้แม่เหล็กขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและมันก็เป็นเรื่องง่ายที่จะได้รับพลังงานผลผลิตสูง อย่างไรก็ตามการวิจัยที่ MURA ที่เกี่ยวข้องกับ FFAG พัฒนาเปิดตัวแบบทางคณิตศาสตร์และแนวความคิดหลายอย่างที่กลายเป็นเรื่องธรรมดาในภายหลังในฟิสิกส์คันเร่ง เหล่านี้รวมถึงซ้อนคานทฤษฎีของการเคลื่อนไหวมิลยาวคานชน, ผลกระทบของกองกำลังที่ไม่ใช่เชิงเส้น, การสร้างแบบจำลองความไม่เสถียรรวมการใช้งานของดิจิตอลคอมพิวเตอร์ในการออกแบบของวงโคจรหลักฐานของการเคลื่อนไหววุ่นวายและซินโครแหวนรังสี มีสองสิ่งพิมพ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูล [3, 4] สำหรับผู้ที่สนใจในมุมมองทางประวัติศาสตร์ของ FFAG การพัฒนา อดีตเป็นอิสระที่จะดาวน์โหลด. ยุคใหม่ของการพัฒนา FFAG เริ่มต้นในปลายปี 1990 ในประเทศญี่ปุ่น (ที่มีอยู่ในความเป็นจริงบางกิจกรรมของการออกแบบFFAG ในช่วงปี 1980 และ 1990 ในประเทศสหรัฐอเมริกาและในยุโรปดูตัวอย่างเช่น. Refs [5 6]) เป็นครั้งแรกในการเชื่อมต่อกับการเร่ง muon ในโรงงานของนิวตริโน [7, 8] และต่อมาในวงกว้างการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตลำแสงพลังงานสูง การใช้สนามแม่เหล็กคงที่ช่วยให้มากเร่งได้อย่างรวดเร็วของคานและถูก จำกัด ด้วยวิทยุความถี่ที่มีอยู่ (RF) แรงดันเพราะไม่มีข้อจำกัด การกระโจนแม่เหล็กรอบช้ากว่าการปรับความถี่ RF ที่ ในฐานะที่เป็นตัวอย่างมาก, การเร่งความเร็วของลำแสง muon ซึ่งอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ในกรอบของมันคือ 2.2 ไมโครวินาทีกลายเป็นไปได้แม้จะมีการใช้พลังงานRF ที่ต้องการที่จะเป็นใหญ่ อัตราเร่งที่รวดเร็วดังกล่าวยังหมายความว่าคานเร่งสามารถทำซ้ำได้บ่อยขึ้นเช่นในแหล่งที่มาของชีพจร เนื่องจากพลังงานแสงเป็นผลิตภัณฑ์พลังงานจำนวนของอนุภาคต่อการเต้นของชีพจรและอัตราการทำซ้ำที่จะเป็นไปได้ในการผลิตไฟสูงไฟผ่านการทำซ้ำที่สูงขึ้นไปได้ในการเร่งFFAG. แบบจำลองขนาดเล็กของ FFAG โปรตอนเป็นครั้งแรก รับหน้าที่ในปี 1999 [9] และเป็นต้นแบบของที่เร่งโปรตอนบำบัดของพลังงาน150 MeV ส่งลำแสงไม่กี่ปีต่อมา อีก FFAG เร่งที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันสร้างเป็นคนขับรถโปรตอนสิ่งอำนวยความสะดวกการทดสอบที่เชื่อมโยงกับ