Fisica degli acceleratori 1
A.A. 2020/2021
Learning objectives
Il corso offre una descrizione generale degli acceleratori e introduce i concetti fondamentali della focalizzazione trasversale e longitudinale. Sono trattate in dettaglio le strutture focalizzanti periodiche a cella FODO. Le caratteristiche ed i limiti dei colliders sono illustrati.
Expected learning outcomes
Alla fine del corso lo studente sarà in grado di:
-capire le caratteristiche principali di un acceleratore circolare ( sincrotrone)
-progettare una cella FODO e calcolare le proprietà del fascio adattato
-comprendere le principali proprietà dei colliders a protoni di alta energia
-capire le caratteristiche principali di un acceleratore circolare ( sincrotrone)
-progettare una cella FODO e calcolare le proprietà del fascio adattato
-comprendere le principali proprietà dei colliders a protoni di alta energia
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Course syllabus and organization
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
1)- Caratteristiche generali degli acceleratori. Acceleratori elettrostatici, a induzione, circolari, lineari
2)- Formulazione Hamiltoniana. Emittanza. Moto lineare, matrice di trasferimento e matrice di fascio.
3)- Campi magnetici a simmetria cilindrica. Equazioni di moto e focalizzazione, matrice di trasferimento. Matching e autoellissi. Adiabatic damping.
4)- Altri sistemi focalizzanti. Quadrupoli magnetici e elettrostatici. Matching e trasporto periodico.
5)- Equazioni di Hill. Matrice di trasferimento e stabilità . Matching e autoellissi. La cella FODO
6)- Risonanze. Teoria e classificazione
7)- Colliders. Luminosità. Calcolo della luminosità per le macchine
8)- Elettrosincrotroni. Perdita di energia per radiazione. Radiation damping
9)- Limiti dei sincrotroni e colliders. Apertura dinamica. Carica spaziale, tune shift, effetto fascio-fascio. Decadimento della luminosità.
10)- Leggi di scala per sincrotroni e colliders.
11) Tecnologie principali sviluppate per moderni acceleratori:
a. Cavita acceleranti
b. Magneti
c. Collimatori e assorbitori
2)- Formulazione Hamiltoniana. Emittanza. Moto lineare, matrice di trasferimento e matrice di fascio.
3)- Campi magnetici a simmetria cilindrica. Equazioni di moto e focalizzazione, matrice di trasferimento. Matching e autoellissi. Adiabatic damping.
4)- Altri sistemi focalizzanti. Quadrupoli magnetici e elettrostatici. Matching e trasporto periodico.
5)- Equazioni di Hill. Matrice di trasferimento e stabilità . Matching e autoellissi. La cella FODO
6)- Risonanze. Teoria e classificazione
7)- Colliders. Luminosità. Calcolo della luminosità per le macchine
8)- Elettrosincrotroni. Perdita di energia per radiazione. Radiation damping
9)- Limiti dei sincrotroni e colliders. Apertura dinamica. Carica spaziale, tune shift, effetto fascio-fascio. Decadimento della luminosità.
10)- Leggi di scala per sincrotroni e colliders.
11) Tecnologie principali sviluppate per moderni acceleratori:
a. Cavita acceleranti
b. Magneti
c. Collimatori e assorbitori
Prerequisiti
Equazioni differenziali 2° ordine
Fondamenti elettromagnetismo
Fondamenti elettromagnetismo
Metodi didattici
Lezione cattedratica
Discussione di articoli di letteratura
Discussione progettazione moderni "energy frontier colliders" e acceleratori per adroterapia
Visita pressi centri Nazionali (CNAO o Laboratori di Legnaro) e internazionali (CERN o ESRF a Grenoble)
Discussione di articoli di letteratura
Discussione progettazione moderni "energy frontier colliders" e acceleratori per adroterapia
Visita pressi centri Nazionali (CNAO o Laboratori di Legnaro) e internazionali (CERN o ESRF a Grenoble)
Materiale di riferimento
Dispense e altro materiale forniti al corso
- Edwards, Syphers - An Introduction to the Physics of High Energy Accelerators. Wiley&Sons editors. - Disponibile alla Biblioteca di Fisica
-K. Wille - The physics of particle accelerators. An introduction- Oxford University Press - Disponibile alla Biblioteca di Fisica
- Edwards, Syphers - An Introduction to the Physics of High Energy Accelerators. Wiley&Sons editors. - Disponibile alla Biblioteca di Fisica
-K. Wille - The physics of particle accelerators. An introduction- Oxford University Press - Disponibile alla Biblioteca di Fisica
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Colloquio orale di circa 45 minuti su temi fondamentali quali:
- Quadrupoli magnetici: equazioni moto, matrice trasferimento, approssimazione lente sottile
-Strutture periodiche: equazioni di Hill, stabilità struttura, matrice di Twiss, funzione beta, adattamento del fascio
- Struttura FODO e adattamento dei fasci
- Risonanze
- Stabilità longitudinale dei fasci
- Luminosità
- Tecnologie principali (magneti, Cavità RF, collimatori)
- Quadrupoli magnetici: equazioni moto, matrice trasferimento, approssimazione lente sottile
-Strutture periodiche: equazioni di Hill, stabilità struttura, matrice di Twiss, funzione beta, adattamento del fascio
- Struttura FODO e adattamento dei fasci
- Risonanze
- Stabilità longitudinale dei fasci
- Luminosità
- Tecnologie principali (magneti, Cavità RF, collimatori)
Professor(s)
Ricevimento:
14-16 del Lunedi
Laboratorio LASA o Dipartimento di Fisica ((previo avviso via e-mail)