Scheda programma d'esame
ACCELERATOR PHYSICS
ANGELA PAPA
Academic year2023/24
CoursePHYSICS
Code217BB
Credits9
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
MACCHINE ACCELERATRICIFIS/04LEZIONI54
EUGENIO PAOLONI unimap
ANGELA PAPA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Principi di funzionamento degli acceleratori di particelle e delle loro varie componenti.

Principi di dinamica longitudinale e trasversa.

Principi degli effetti multi-particella.

Principi di funzionamento dei sistemi di diagnistica dei fasci.

 

Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate knowledge of the basic principles 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 lineari ordinarie.

Soluzione di equazioni differenziali alle derivate parziali lineari.

Calcolo matriciale.

Relatività ristretta.

Elettromagnetismo.

 

 

Skills

Solution of linear differential equation.

Matrix calculus.

Relativistic mechanics.

Elettromagnetism.

Modalità di verifica delle capacità

Discussioni durante lo svolgimento delle lezioni.

Esame finale (Orale)

 

Assessment criteria of skills

Oral exam

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Elettromagnetismo

Principi di meccanica quantistica

Principi di elettronica

Algebra lineare

Metodi matematici

Prerequisites

Elettromagnetism

Principles of quantum mechanics

Principles of electronics

Linear algebra

Calculus

 

Indicazioni metodologiche

Didattica frontale interattiva.

Attività di apprendimento:

  • frequentare le lezioni del corso
  • partecipare alle discussioni in aula
  • studio individuale

Frequenza: consigliata

Metodi di insegnamento:

  • Lezioni in classe.
Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • participation in discussions
  • individual study

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)

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.

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.

Assessment methods

Oral examination.

Updated: 13/11/2023 16:20