基于微波-电子康普顿背散射的CEPC束流能量测量方案
The circular electron-positron collider beam energy measurement scheme based on microwave-electronic Compton backscattering作者机构：河海大学理学院 中国科学院高能物理研究所
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2021年
核心收录：
学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学]
基 金：这项工作得到了国家自然科学基金（11655003）的部分支持 创新项目IHEP（542017IHEPZZBS11820，542018IHEPZZBS12427） 中国科学院粒子物理卓越中心（CCEPP） IHEP创新资助（Y4545170Y2）
主 题：康普顿背散射 未来正负电子对撞机 束流能量标定 微波
摘 要：环形正负电子对撞机（CEPC）束流能量的精确标定是希格斯粒子质量宽度、W/Z玻色子质量的精确测量，从而精确检验标准模型的基本实验依据。基于此，束流能量的误差控制要求在10;水平。康普顿背散射方法适用于百GeV高能电子对撞机束流能量高精度标定的测量方法。本论文拟采用微波电子康普顿背散射后对散射光子能量的精确测量，来反推CEPC束流能量，理论预计精度可达到3MeV左右。首先根据设计需求选定圆波导传输TM;模微波，并求解该条件下的电磁场分布情况及坡印廷矢量。根据波导内光子分布传输情况提出设计思路简化计算的复杂程度，结合高纯锗探测器灵敏度、同步辐射本底等限制条件联立方程求解符合设计要求的参数。使用最优的一组波导内径、微波波长、电子入射角数据求得微波功率为100 W时的微分散射截面对能量的导数及对撞亮度，进一步求得15 MeV能量的散射光子数密度，根据该能量下同步辐射光子数密度的大小分析了信噪比。理论上论证了该方案的可行性并讨论了该方案有待进一步研究的技术难点与问题。
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