experimental storage ring e max 420 mev u 10 tm electron stochastic and laser cooling n.
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Experimental Storage Ring E max = 420 MeV/u, 10 Tm, electron-, stochastic-, and laser cooling

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Experimental Storage Ring E max = 420 MeV/u, 10 Tm, electron-, stochastic-, and laser cooling. Experimental Storage Ring E max = 420 MeV/u, 10 Tm, electron-, stochastic-, and laser cooling. Specifications of the ESR. Particle detectors. Two 5 kV rf-cavities. Re-injection to SIS.

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Presentation Transcript
specifications of the esr
Specifications of the ESR

Particle

detectors

Two 5 kV rf-cavities

Re-injection

to SIS

Fast Injection

Schottky

pick-ups

e- cooler

I = 10...500 mA

Gas jet

L = 108 m =1/2 LSIS

p = 2· 10-11 mbar

E = 3...420 MeV/u

f ≈ 1...2 MHz

β = 0.08...0.73

Qh,v ≈ 2.65

Six 600 dipoles

Bρ≤ 10 T· m

Extraction

strahlk hlung im esr
Strahlkühlung im ESR

=

=

=

Makroskopische

Emittanz

Was ist Kühlung? Was ist Temperatur?

v ist die Geschwindigkeit relativ zu einem Referenz-Teilchen, das sich mit einer mittleren Ionengeschwindigkeit bewegt.

Die Temperatur ist ein Maß für die ungeordnete Bewegung.

In einem Beschleuniger

  • Warum Strahlkühlung?
  • Verbessert die Strahlqualität
  • kleinere Strahlgröße und Verringerung der Emittanz
  • Energieverbreiterung
  • bessere Strahlintensität, Akkumulation
  • Lebensdauer des Strahls
  • Kühlmethoden
  • Stochastische Kühlung
  • Laserkühlung
  • Elektronkühlung
stochastische k hlung am esr
Stochastische Kühlung am ESR

transv. Pick-up

long. Pick-up

Combiner-

Station

long. Kicker

transv. Kicker

1. Plattenpaar misst Position des Teilchenstrahls

2. Bei Abweichung: Signal an Kicker

3. Teilchen werden am Kicker auf richtige Bahn gebracht,

ABER: Die Teilchen auf der richtigen Bahn werden

falsch abgelenkt

4. Kein Problem: Nach der mittleren Zeit τ ~ N/B besitzt

der Strahl nur noch eine Impulsunschärfe von

Δp/p ≈ 10-3

Stochastic cooling is in particular efficient forhotion beams

cooling enhancing the phase space density
“Cooling”: enhancing the phase space density

Electron cooling: G. Budker, 1967 Novosibirsk

  • Impulsaustausch
  • - dem Ionenstrahl wird ein paralleler Elektronenstrahlüberlagert
  • Ionengeschwindigkeit passt sich immer mehr an die
  • Elektronengeschwindigkeit an.
  • → energiescharfer Ionenstrahl mit sehr geringer Divergenz
k hlung
Kühlung

D. Boutin

slide9

time

Schottky-Mass-Spectroscopy

4 particles with different m/q

slide10

Schottky-Mass-Spectroscopy

Sin(w1)

Sin(w2)

w4

w3

w2

w1

Sin(w3)

time

Sin(w4)

Fast Fourier Transform