On a new instability in electron-positron storage rings (The head-tail effect)

Summary

It is shown that a bunched electron or positron beam of a storage ring can become unstable because of an effect not previously considered; the instability is due to the regenerative effect introduced by synchrotron oscillations, which enhances the action on the beam of rapidly decaying electromagnetic signals excited by the beam itself on its surrounding media. The results obtained show that the effect can produce instabilities for small beam currents (in the milliampere range), and that it can be influenced and reduced by properly choosing some parameters of the storage ring.

Riassunto

Si mostra che un fascio di elettroni o positroni di un anello di accumulazione può diventare instabile a causa di un effetto finora non considerato; questa instabilità è dovuta all'effetto rigenerativo introdotto dalle oscillazioni di sincrotrone, che esalta l'azione sul fascio di segnali elettromagnetici di brevissima durata eccitati dal fascio stesso nell'ambiente circostante. I risultati ottenuti indicano che questo effetto può dar luogo ad instabilità per correnti del fascio piccole (dell'ordine del milliampere), e che esso può essere influenzato e ridotto da una scelta opportuna di alcuni parametri dell'anello di accumulazione.

Резюме

Показывается, что сгруппированный электронный или позитронный пучок в накопительном кольце может стать неустойчивым нз-за эффекта, который ранее не рассматривался; эта неустойчивость обусловлена регенеративным эффектом, вызванным синхротронными колебаниями, который усиливает действие на пучок быстро затухающих электромагнитных сигналов, возбужденных самим пучком в окружающей среде. Полученный результат показывает, что этот эффект может давать нестабильности для малых токов в пучке (в области милли-ампер), и что на этот эффект можно оказывать влияние и уменьшать его, благодаря соответствующему выбору некоторых параметров накопительного кольца.