Machine learning/beam optics/optical correction/beam tuning

机器学习在加速器物理中的综述与应用现状

这些文献提供了机器学习在粒子加速器领域应用的宏观视角,涵盖了从大型强子对撞机(LHC)到通用加速器物理的各种尝试,讨论了ML在束流动力学、异常检测和性能优化中的潜力。

基于贝叶斯优化与代理模型的束流参数优化

该组文献专注于利用贝叶斯优化(BO)、高斯过程(GP)以及多保真度代理模型来解决加速器中的高维优化问题,特别是在激光等离子体加速器和自由电子激光(FEL)的调优中表现突出。

强化学习与自适应控制在加速器调优中的应用

这些文献探讨了强化学习(RL)、模型无关反馈(Model-independent feedback)和自适应神经网络在加速器在线调优、激光对准和源尺寸稳定中的应用,强调了自主控制和实时反馈的重要性。

束流光学测量、误差校正与异常检测

该组文献侧重于利用机器学习(如孤立森林、神经网络、遗传算法等)进行束流位置监测器(BPM)的故障检测、磁铁误差重建以及光学函数的测量与校正,旨在提升加速器运行的精度和安全性。

束流诊断技术、信号处理与物理特性表征

这些文献涉及具体的束流物理参数测量方法(如发射度计算)、信号处理理论(时域/频域分析)以及束流负载优化,提供了加速器运行所需的诊断工具和标准定义。

大型加速器设施设计、升级与未来规划

该组文献描述了各类前沿加速器项目(如HL-LHC、ILC、CEPC、EIC、缪子对撞机等)的设计概念、技术挑战和未来路线图,为机器学习的应用提供了背景和舞台。

  • An ultra-compact x-ray free-electron laserJ B Rosenzweig, N Majernik, R R Robles, G Andonian, O Camacho, A Fukasawa, A Kogar, G Lawler, Jianwei Miao, P Musumeci, B Naranjo, Y Sakai, R Candler, B Pound, C Pellegrini, C Emma, A Halavanau, J Hastings, Z Li, M Nasr, S Tantawi, P. Anisimov, B Carlsten, F Krawczyk, E Simakov, L Faillace, M Ferrario, B Spataro, S Karkare, J Maxson, Y Ma, J Wurtele, A Murokh, A Zholents, A Cianchi, D Cocco, S B van der Geer, 2020, New Journal of Physics
  • Midterm Status Report of the ILC Technology Network ActivitiesILC Technology Network, 2026, ArXiv Preprint
  • Towards a muon colliderC. Accettura, Dean Adams, Rohit Agarwal, C. Ahdida, C. Aimè, N. Amapane, David Amorim, Paolo Andreetto, F. Anulli, Robert Appleby, A. Apresyan, A. Apyan, Sergey Arsenyev, Pouya Asadi, M. A. Mahmoud, Aleksandr Azatov, J. J. Back, Lorenzo Balconi, L. Bandiera, R. J. Barlow, N. Bartosik, E. Barzi, Fabian Batsch, M. Bauce, J. Scott Berg, A. Bersani, A. Bertarelli, A. Bertolin, Fulvio Boattini, Alex Bogacz, M. Bonesini, B. Bordini, Salvatore Bottaro, L. Bottura, A. Braghieri, Marco Breschi, Natalie Bruhwiler, Xavier Buffat, L. Buonincontri, Philip Burrows, Graeme Burt, Dario Buttazzo, B. Caiffi, M. Calviani, S. Calzaferri, Daniele Calzolari, Rodolfo Capdevilla, C. Carli, Fausto Casaburo, M. Casarsa, Luca Castelli, Maria Gabriella Catanesi, G. Cavoto, Francesco Giovanni Celiberto, L. Celona, A. Cerri, Gianmario Cesarini, Cari Cesarotti, Grigorios Chachamis, Antoine Chancé, Siyu Chen, Yang-Ting Chien, Mauro Chiesa, A. Colaleo, F. Collamati, G. Collazuol, Marco Costa, Nathaniel Craig, C. Curatolo, David Curtin, G. Da Molin, Magnus Dam, Heiko Damerau, Sridhara Dasu, Jorge de Blas, Stefania De Curtis, E. De Matteis, Stefania de Rosa, Jean‐Pierre Delahaye, D. Denisov, H. Denizli, Christopher Densham, Radovan Dermíšek, Luca Di Luzio, E. Di Meco, B. Di Micco, Keith R. Dienes, E. Diociaiuti, T. Dorigo, A. Dudarev, Robert Edgecock, F. Errico, M. Fabbrichesi, S. Farinon, Anna Ferrari, Jose Antonio Ferreira Somoza, F. Filthaut, D. Fiorina, Elena Fol, Matthew Forslund, 2023, Use Siena air (University of Siena)
  • The CEPC input for the European Strategy for Particle Physics - AcceleratorThe CEPC Accelerator Study Group, 2019, ArXiv Preprint
  • CERN Yellow Reports: Monographs, Vol. 10 (2020): High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC): Technical design reportO. Aberle, 2020, CERN Document Server (European Organization for Nuclear Research)
  • Accelerator design concept for future neutrino facilitiesThe ISS Accelerator Working Group, 2008, ArXiv Preprint
  • Electron-Ion Collider: The next QCD frontierAlberto Accardi, Javier L. Albacete, M. Anselmino, N. Armesto, E. C. Aschenauer, Alessandro Bacchetta, Daniël Boer, W. K. Brooks, T. P. Burton, Ning-Bo Chang, Wei-Tian Deng, A. Deshpande, Markus Diehl, Adrian Dumitru, R. Dupré, R. Ent, S. Fazio, H. Gao, V. Guzey, H. Hakobyan, Yue Hao, D. Hasch, R. J. Holt, T. Horn, M. Huang, A. Hutton, C. E. Hyde-Wright, Jamal Jalilian-Marian, S. R. Klein, B. Z. Kopeliovich, Y. Kovchegov, K.S. Kumar, Krešimir Kumerički, M. A. C. Lamont, T. Lappi, J H Lee, Y. Lee, E. Levin, F. Lin, V. Litvinenko, T. Ludlam, Cyrille Marquet, Z.-E. Meziani, R. D. McKeown, Andreas Metz, R. Milner, V. S. Morozov, A.H. Mueller, B. Müller, D. Müller, P. Nadel-Turoński, Hannu Paukkunen, Alexei Prokudin, V. Ptitsyn, X. Qian, Jian-Wei Qiu, Michael J. Ramsey-Musolf, T. Roser, F. Sabatié, R. Sassot, G. Schnell, P. Schweitzer, E. P. Sichtermann, M. Stratmann, M. Strikman, M. K. Sullivan, S. Taneja, T. Toll, D. Trbojevic, T. Ullrich, Raju Venugopalan, S.E. Vigdor, Werner Vogelsang, Christian Weiß, Bo-Wen Xiao, Feng Yuan, Y.-H. Zhang, Liang Zheng, 2016, The European Physical Journal A
  • The Extremely Brilliant Source storage ring of the European Synchrotron Radiation FacilityPantaleo Raimondi, C. Benabderrahmane, P. Berkvens, Jean Claude Biasci, Pawel Borowiec, Jean-François Bouteille, Thierry Brochard, N. B. Brookes, Nicola Carmignani, Lee Carver, Jean-Michel Chaize, J. Chavanne, Stefano Checchia, Yuriy Chushkin, Filippo Cianciosi, Marco Di Michiel, Rudolf Dimper, A. D’Elia, D. Einfeld, Friederike Ewald, L. Farvacque, Loys Goirand, Laurent Hardy, Jörn Jacob, Laurent Jolly, M. Krisch, Gaël Le Bec, Isabelle Leconte, Simone Liuzzo, Cristian Maccarrone, Thierry Marchial, D. Martin, Mohamed Mézouar, Christian Nevo, Thomas Perron, E. Plouviez, H. Reichert, Pascal Renaud, Jean-Luc Revol, B. Roche, K. Scheidt, Vincent Serrière, Francesco Sette, Jean Susini, Laura Torino, Reine Versteegen, Simon White, Federico Zontone, 2023, Communications Physics
  • Commissioning scenarios and tests for the LHC collimation systemChiara Bracco, 2008, Infoscience (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)
Machine learning/beam optics/optical correction/beam tuning

本组文献综述了机器学习(ML)与加速器物理的交叉应用。研究重点已从传统的基于物理模型的调优转向利用贝叶斯优化、强化学习和深度神经网络进行在线控制、光学误差校正及异常检测。同时,文献还涵盖了从基础信号处理、发射度诊断到未来大型对撞机(如CEPC、HL-LHC)的设计规划,展示了AI技术在提升加速器亮度、稳定性和自动化运行水平方面的核心驱动作用。

35 篇文献,6 个研究方向
机器学习在加速器物理中的综述与应用现状
这些文献提供了机器学习在粒子加速器领域应用的宏观视角,涵盖了从大型强子对撞机(LHC)到通用加速器物理的各种尝试,讨论了ML在束流动力学、异常检测和性能优化中的潜力。相关文献: Frederik Van der Veken et. al, 2020 等 4 篇文献
基于贝叶斯优化与代理模型的束流参数优化
该组文献专注于利用贝叶斯优化(BO)、高斯过程(GP)以及多保真度代理模型来解决加速器中的高维优化问题,特别是在激光等离子体加速器和自由电子激光(FEL)的调优中表现突出。相关文献: Sören Jalas et. al, 2021 等 5 篇文献
强化学习与自适应控制在加速器调优中的应用
这些文献探讨了强化学习(RL)、模型无关反馈(Model-independent feedback)和自适应神经网络在加速器在线调优、激光对准和源尺寸稳定中的应用,强调了自主控制和实时反馈的重要性。相关文献: Jan Kaiser et. al, 2024 等 5 篇文献
束流光学测量、误差校正与异常检测
该组文献侧重于利用机器学习(如孤立森林、神经网络、遗传算法等)进行束流位置监测器(BPM)的故障检测、磁铁误差重建以及光学函数的测量与校正,旨在提升加速器运行的精度和安全性。相关文献: Elena Fol et. al, 2018 等 7 篇文献
束流诊断技术、信号处理与物理特性表征
这些文献涉及具体的束流物理参数测量方法(如发射度计算)、信号处理理论(时域/频域分析)以及束流负载优化,提供了加速器运行所需的诊断工具和标准定义。相关文献: Sara Miskovich et. al, 2022 等 5 篇文献
大型加速器设施设计、升级与未来规划
该组文献描述了各类前沿加速器项目(如HL-LHC、ILC、CEPC、EIC、缪子对撞机等)的设计概念、技术挑战和未来路线图,为机器学习的应用提供了背景和舞台。相关文献: J B Rosenzweig et. al, 2020 等 9 篇文献