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Développement et optimisation des diagnostiques des faisceaux du LHC et du SPS basé sur le suivi de la lumière synchrotron
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Trad, Georges |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | La mesure de l’emittance transverse du faisceau est fondamentale pour tous les accelerateurs, et en particulier pour les collisionneurs, son evaluation precise etant essentielle pour maximiser la luminosite et ainsi la performance des faisceaux de collision.Le rayonnement synchrotron (SR) est un outil polyvalent pour le diagnostic non-destructif de faisceau, exploite au CERN pour mesurer la taille des faisceaux de protons des deux machines du complexe dont l’energie est la plus elevee, le SPS et le LHC ou l’intensite du faisceau ne permet plus les techniques invasives.Le travail de these documente dans ce rapport s’est concentre sur la conception, le developpement, la caracterisation et l’optimisation des moniteurs de taille de faisceau bases sur le SR. Cette etude est fondee sur un ensemble de calculs theoriques, de simulation numeriques et d’experiences conduite au sein des laboratoires et accelerateurs du CERN. Un outil de simulation puissant a ete developpe, combinant des logiciels classiques de simulation de SR et de propagation optique, permettant ainsi la caracterisation complete d’un moniteur SR de la source jusqu’au detecteur.La source SR a pu etre entierement caracterisee par cette technique, puis les resultats valides par observation directe et par la calibration a basse energie basee sur les mesures effectuees avec les wire-scanners (WS), qui sont la reference en terme de mesure de taille de faisceau, ou telles que la comparaison directe avec la taille des faisceaux obtenue par deconvolution de la luminosite instantanee du LHC.Avec l’augmentation de l’energie dans le LHC (7TeV), le faisceau verra sa taille diminuer jusqu’a atteindre la limite de la technique d’imagerie du SR. Ainsi, plusieurs solutions ont ete investiguees afin d’ameliorer la performance du systeme: la selection d’une des deux polarisations du SR, la reduction des effets lies a la profondeur de champ par l’utilisation de fentes optiques et l’utilisation d’une longueur d’onde reduite a 250 nm.En parallele a l’effort de reduction de la diffraction optique, le miroir d’extraction du SR qui s’etait avere etre la source principale des aberrations du systeme a ete entierement reconcu. En effet, la deterioration du miroir a ete causee par son couplage EM avec les champs du faisceau, ce qui a conduit a une surchauffe du coating et a sa degradation. Une nouvelle geometrie de miroir et de son support permettant une douce transition en termes de couplage d’impedance longitudinale dans le beam pipe a ete definie et caracterisee par la technique dite du “streched wire”. Egalement, comme methode alternative a l’imagerie directe, un nouveau moniteur base sur la technique d’interferometrie a deux fentes du SR, non limite par la diffraction, a egalement ete developpe. Le principe de cette methode est base sur la relation directe entre la visibilite des franges d’interference et la taille de faisceau.Comme l’emittance du faisceau est la donnee d’interet pour la performance du LHC, il est aussi important de caracteriser avec precision l’optique du LHC a la source du SR. Dans ce but, la methode “K-modulation” a ete utilisee pour la premiere fois au LHC en IR4. Les β ont ete mesures a l’emplacement de tous les quadrupoles et ont ete evalues via deux algorithmes de propagation differents au BSRT et au WS. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01157800/document |
| Alternate Webpage(s) | http://www.theses.fr/2015GREAY005.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
