Scheda programma d'esame
ACCELERATOR PHYSICS / MACCHINE ACCELERATRICI
FRANCO CERVELLI
Anno accademico2020/21
CdSFISICA
Codice217BB
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
MACCHINE ACCELERATRICIFIS/04LEZIONI54
FRANCO CERVELLI unimap
EUGENIO PAOLONI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

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 sorgenti del funzionamento improprio di un acceleratore.

 

Knowledge

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.

Modalità di verifica delle conoscenze

Discussioni durante lo svolgimento delle lezioni.

Esame finale (Orale)

Assessment criteria of knowledge

Methods:

  • Final oral exam
Capacità

Soluzione di equazioni differenziali complesse

Calcolo matriciale

Facilita' nell'individuazione delle leggi fisiche che governano diversi contesti sperimentali

Modalità di verifica delle capacità

Discussioni durante lo svolgimento delle lezioni.

Esame finale (Orale)

 

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Elettromagnetismo

Meccanica quantistica

Elettronica

Algebra lineare

Metodi matematici

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • participation in discussions
  • individual study

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Matematica per il corso” equazioni differenziali, vettori matrici. Richiami di relativita ristretta

Equazioni di maxwell.

Onde em.

 Forza di lorentz

Acc Elettrostatici: generatori di alta tensione,  acc di Thomson, acc di Van de Graff, tandem VdG

 acc di  Crockroft-Walton

Acc RF: lineari (Wideroe, onda stazionaria, onde viaggianti),

acc circolare(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.

Matrici di trasferimento.

Doppietto di quadrupoli. Lattice di macchine.

Tune shift e correzioni al tune shift.

Dispersione

 cromaticita’ e correzione della cromaticita’

Risonanze. Accoppiamenti. Diagramma  dei tunes

Spazio delle fasi 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 mulibunch. Allungamento dei bunches. Cura delle instabilita’.

 Cavita a RF calde e fredde

Linee di trasferimento. Iniezione ed estrazione

Collisori. Perdite di corrente. Luminosita’. Metodo di Van der Meer

Diagnostica dei fasci. Corrente. Posizione dei fasci

Diagnostica dei fasci. Parametri di macchina

Syllabus

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.

Bibliografia e materiale didattico

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

Bibliography

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

Modalità d'esame

Esame orale

Ultimo aggiornamento 03/08/2020 11:04