CdSFISICA
Codice217BB
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
Principi di funzionamento dei vari tipi di acceleratori di particelle.
Capacita' di analisi del funzionamento di moderni acceleratori.
Capacita' di partecipare alla progettazione di elementi di un moderno acceleratore.
Conoscenza delle principali problematiche di funzionamento di un acceleratore.
Capacità di diagnostica dei fasci.
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate advanced knowledge of the Physics of Particle Accelerators. The student will have also the ability to participate in the project of a new accelerator, to use an existing accelerator for medical or industrial or research purposes, to develop R&D programs in Accelerator Physics.
Discussioni durante lo svolgimento delle lezioni.
Esame finale (Orale)
Methods:
- Final oral exam
Soluzione di equazioni differenziali complesse
Calcolo matriciale
Facilita' nell'individuazione delle leggi fisiche che governano diversi contesti sperimentali
Discussioni durante lo svolgimento delle lezioni.
Esame finale (Orale)
Elettromagnetismo
Meccanica quantistica
Elettronica
Algebra lineare
Metodi matematici
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in discussions
- individual study
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
Matematica per il corso” equazioni differenziali, vettori matrici. Richiami di relatività ristretta
Equazioni di Maxwell.
Onde elettromagnetiche.
Forza di Lorentz
Acceleratori Elettrostatici: generatori di alta tensione, acceleratori di Thomson, acceleratori di Van de Graff, tandem Van de Graff, acceleratori di Crockroft-Walton
Acceleratori a radio frequenza: lineari (Wideroe, onda stazionaria, onde viaggianti),
acceleratori circolari(ciclotrone), microtrone, race track, betatrone.
Focheggiamento debole.
Sincrotrone. Focheggiamento forte.
Lenti magnetiche.
Campi magnetici statici. Superfici eequipotenziali.
Dipolo. Quadrupolo, sestupolo,
Equazione di Hill.
Soluzioni dell’eq di Hill. Spazio delle fasi trasversale. Emittanza trasversale.
Matrici di trasferimento.
Doppietto di quadrupoli. Lattice di una macchina acceleratrice.
Tune shift e correzioni al tune shift.
Dispersione, cromaticità e correzione della cromaticità.
Risonanze. Accoppiamenti. Diagramma dei tunes.
Spazio delle fasi longitudinale. Emittanza longitudinale. Energia di transizione.
Accelerazione adiabatiche e non adiabatiche
Moto coerente ed incoerente. Effetti di carica spaziale e di carica immagine.
Tune shift incoerente
Instabilita di singolo bunch e di multibunch. Allungamento dei bunch. Rimozione delle instabilità.
Cavità a radio frequenza calde e fredde
Linee di trasferimento. Iniezione ed estrazione
Collisori. Vita media dei fasci, meccanismi di perdita di intensità. Luminosità: definizione e misura.
Il Metodo di Van der Meer per la misura della luminosità.
Diagnostica dei fasci: misura della corrente, della posizione dei fasci e dei parametri di macchina.
Overview of particle accelerators; transverse motion; lattices; longitudinal dynamics; imperfections and multipoles; non-linearities and resonances; instabilities; injection and extraction; RF systems for particle acceleration; synchrotron radiation; radiative effects; cooling; colliders; luminosity; diagnostics.
TESTI CONSIGLIATI
• Wiedemann, "Particle Accelerator Physics"
• Wangler, "RF Linear Accelerators"
• Conte and MacKay, "An Introduction of the Physics of Particle Accelerators"
• Edwards and Syphers, "An Introduction to the Physics of High Energy Accelerators"
• Wille, "The Physics of Particle Accelerators An Introduction"
• SY Lee, "Accelerator Physics"
• Berz, Makino, and Wan, "An Introduction to Accelerator Physics"
Appunti delle lezioni a cura del docente
Recommended reading includes the following works: The Physics of Particle Accelerators, K.Wille,Oxford University Press Particle Accelerator Physics (I and II), H. Wiedemann, Springer Handbook of Accelerator Physics and Engineering, A.Wu Chao M.Tigner, World Scientific
Esame orale