Logo
Отправить статью
EN
cover

Компьютерное тестирование анализа независимых компонент для измерений линейной оптики на ускорителе NICA

Computational testing of independent component analysis for linear optics measurements at the NICA Booster

Аннотация

Ускорительный комплекс NICA находится в стадии сборки и ввода в эксплуатацию. Проведена серия успешных пуско-наладочных сеансов на инжекционном комплексе с ускорением различных типов ионов. На бустерном синхротроне планируется продолжение проведения измерений оптических свойств магнитного поля с применением различных подходов. Один из методов базируется на изучении пооборотных показаний мониторов положения пучка с использованием анализа независимых компонент, позволяющего получить данные о частотах бетатронных и синхротронных колебаний, бета-функциях, набегах бетатронной фазы и величинах дисперсий. Альтернативные методы используют измеренную матрицу отклика орбиты, полученную при поочередном включении корректирующих дипольных магнитов. В работе представлено описание нескольких алгоритмов и результаты их применения в тестовых задачах для расчетной модели бустера NICA.

Поддерживающие организации

I wish to thank Valeri Lebedev for helpful discussions and critical review of the work.

Библиографические ссылки

[1] O. I. Brovko, et al., NICA ion collider and its acceleration complex, in: Proceedings of IPAC’2023,Venezia, Italy, 2023.

[2] R. Tom ́as, M. Aiba, A. Franchi, U. Iriso, Review of linear optics measurement and correction forcharged particle accelerators, Physical Review Accelerators and Beams 20 (2017) 054801.

[3] A. Hyvarinen, J. Karhunen, E. Oja, Independent Component Analysis, A Wiley IntersciencePublication, 2001.

[4] S. Choi, A. Cichocki, H.-M. Park, S.-Y. Lee, Blind source separation and independent componentanalysis: A review, Neural Information Processing — Letters and Reviews 6 (1) (2005).

[5] X. Pang, S. Y. Lee, Independent component analysis for beam measurements, Journal of AppliedPhysics 106 (2009) 074902.

[6] X. Huang, S. Y. Lee, E. Prebys, R. Tomlin, Application of independent component analysis toFermilab Booster, Physical Review Special Topics — Accelerators and Beams 8 (2005) 064001.

[7] A. Petrenko, V. Lebedev, A. Valishev, Independent component analysis of tevatron turn-by-turnBPM measurements, in: Proceedings of EPAC08, Genoa, Italy, 2008.

[8] Y. Chung, G. Decker, K. Evans, Jr., Measurement of beta-function and phase using the responsematrix, in: Proceedings of PAC’93, Washington, DC, United States, 1993.

[9] Akio Morita, Haruyo Koiso, Yukiyoshi Ohnishi, Katsonobu Oide, Measurements and correction ofon- and off-momentum beta functions at KEKB, Physical Review Special Topics — Acceleratorsand Beams 10 (2007) 072801.

[10] J. Safranek, Experimental determination of storage ring optics using orbit response measurements,Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 388 (1997) 27.

[11] Z. Yuan, E. Oja, A FastICA Algorithm for Non-Negative Independent Component Analysis,Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004.

[12] J. F. Cardaso, A. Souloumiac, Jacobi angles for simultaneous diagonalization, SIAM Journal onMatrix Analysis and Applications 17 (1996) 161.

[13] S. Choi, A. Cichocki, A. Belouchrani, Blind separation of second-order nonstationary and tempo-rally colored sources, in: Proceedings of the 11th IEEE Signal Processing Workshop on StatisticalSignal Processing, 2001.

[14] https://github.com/edouardpineau/Time-Series-ICA-with-SOBI-Jacobi/.

[15] https://uspas.fnal.gov/resources/downloads.shtml.

[16] V. A. Lebedev, S. A. Bogacz, Betatron motion with coupling of horizontal and vertical degrees offreedom, FERMILAB-PUB-10-383-AD.

[17] A. A. Kolomensky, A. N. Lebedev, Theory of Cyclic Accelerators, John Wiley and Sons, Inc., NewYork, 1966.

[18] S. Y. Lee, Decoherence of the kicked beams II, SSCL-N-749. 1991.

[19] V. Kornilov, O. Boine-Frankenhein, Transverse decoherence and coherent spectra in long buncheswith space charge, Physical Review Special Topics — Accelerators and Beams 15 (2012) 114201.