近日，来自SKIF共享使用中心和核物理研究所的年轻科学家们取得了一项重要技术突破。他们开发了三种新方法并创建了相应程序，用于测量和纠正SKIF集体使用中心加速器综合体中磁系统的误差。这一成果将助力科学家获得存储环磁系统的设计参数，从而实现所需的发射度(束相体积)和辐射亮度。
SKIF加速器综合体由直线加速器、助推同步加速器和主存储器环组成。电子在直线加速器中诞生并形成电子束，接收初始加速度和200 MeV的能量;随后在助推同步加速器中被加速到3 GeV的工作能量;最终在主存储器环中穿过弯曲磁体或特殊生成装置(如摆动器和波荡器)的磁场，产生同步加速器辐射(SI)。SKIF存储环包含1000多个聚焦磁体和旋转磁体，为确保光束稳定并符合声明的参数，这些元件都必须高精度工作。
然而，磁体制造中的不精确或其大地测量对准中的错误会导致存储设备的光学功能不匹配。为此，SKIF科学工作副主任、博士帕维尔·皮米诺夫解释道：“尽管磁体的生产具有很高的工程精度，且对每个磁体都进行了精确的磁测量，并使用特殊系统来定位所有元件，但这些努力还不足以获得SKIF TsKP存储设施的设计参数。观察电子束的周期性运动将能够识别和纠正装置运行期间可能的干扰源。在这种情况下，光束本身就是一个超精密测量仪器，因为测量其位置的系统将能够以大约100纳米的精度确定光束轨道。”
SKIF 和 BINP SB RAS 共享使用中心的员工 Ivan Morozov、Daria Dorokhova、Rasim Mamutov
为了应对这一挑战，SKIF使用中心和SB RAS核物理研究所的科学家们开发了三种创新方法。第一种方法由初级研究员Rasim Mamutov开发，他创建了一个用于自动调节SKIF助推器和存储环的软件包。该程序通过分析电子束闭合轨道位置的数据，可以重建存储设备的磁性结构并确定干扰源。基于SKIF存储环的设计模型，该程序对安装的初始启动和设计参数的获取进行了模拟，并在梁工作开始时适应实际安装的基础设施。
第二种方法由研究员Ivan Morozov开发，该程序根据环形源每次旋转时光束的位置来分析加速器的光学功能。在注入新电子束或对电子束进行单次撞击期间，其相对于闭合轨道发生振荡;这些振荡的参数使得可以恢复加速器的光学功能并分析磁系统的操作。Morozov表示：“我的程序允许您根据旋转光束位置快速测量光学功能。该程序可以在后台运行，并从位于存储环整个周边的光束位置传感器实时收集数据。在工作的初始阶段，操作员将分析测量数据，并在必要时调整系统设置。”
第三种方法由初级研究员Daria Dorokhova开发，该程序旨在通过执行受迫振荡的光束位置的旋转测量来确定光学函数。这种振荡是由一对板以电子束固有频率产生的周期性电磁场激发的。受迫振荡允许分析更大的时间范围，并根据接收到的信息使用特殊算法计算加速器的光学参数，然后将其与设计模型进行比较。如果检测到干扰(与设计参数不一致)，操作员将了解环的哪个部分需要校正磁系统。
所有三个程序都使用了不同的方法来解决磁系统校正问题，以确保高质量的用户体验。这些算法将相互补充，并作为诊断磁系统的独立方法。未来，科学家们计划将这些算法组合到一个软件包中，对SKIF加速器复合体的光学系统进行全局校正。这些程序已在核物理研究所的VEPP-4加速器综合设施上成功进行了测试，并将在新安装的加速器综合体上启动后进行监控。
