supraleitender Halbwellenresonatoren zur Beschleunigung leichter Ionen

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2-5 Einschüsse die Protonen aufakkumuliert, bevor die schließlich um etwa einen Faktor 5 zahlreicheren Protonen beschleunigt werden. Dabei werden nach jedem Einschuss die kohärenten Betatronschwingungen durch die Elektronenkühlung drastisch verringert. Bei der stochastischen Kühlung handelt es sich um Mikrowellenregelkreise, die in einem Frequenzbereich von 1 bis 3 GHz arbeiten [Stassen98]. Ein horizontales und ein vertikales System reduziert dabei jeweils die entsprechende Strahlausdehnung. Die hochfrequenten Informationen über die Strahlausdehnung und Impulsabweichung werden im Strahlaufnehmer durch Elektroden detektiert und diagonal durch das Innere des COSY-Ringes zu dem Strahlablenker geführt. Durch Verstärkung und Filterung dieser Signale werden im Strahlablenker elektromagnetische Felder erzeugt, die die Protonen zum einen auf die Sollbahn zwingen und damit die Strahlausdehnung reduzieren, und zum anderen durch <strong>Beschleunigung</strong> bzw. Abbremsung die relative Impulsabweichungen der Protonen bzw. Deuteronen minimiert. Je höher die zeitliche Auflösung ist, desto schneller und besser funktioniert dieser als stochastische Kühlung bezeichnete Regelkreis. Da die zeitliche Auflösung umgekehrt proportional <strong>zur</strong> Bandbreite des Hochfrequenzsystems ist, wurde dieses entsprechend breitbandig ausgelegt. Zur Verbesserung des Signal- zu Rausch-Verhältnis werden die Strahlaufnehmer-Strukturen auf etwa 20 K gekühlt. 1 0.5 Flat Top Momentum 3.3 Ge V/c Po larization 0 -0.5 -1 7-Q y 1+Q y 0+Q y 8-Q y 2+Q y 9-Q y γ G=3 4 5 6 polsc31050 0.plot, 6. 6.2000, H. Stockhors t 1000 1500 2000 2500 3000 3500 p[MeV/c] Abb. 2.1: Erhalt des Polarisationsgrades von Protonen über den gesamten Energiebereich von COSY, trotz Kreuzen der angegebenen Resonanzen. Beim Beschleunigen polarisierter Teilchen treten neben den bekannten Resonanzen in Abhängigkeit des Arbeitspunktes eines Synchrotrons weitere depolarisierende Resonanzen
2-6 auf. Im Jahr 1998 gelang es, polarisierte Protonen bis auf Endenergie zu beschleunigen und alle depolarisierenden Resonanzen dabei ohne nennenswerten Polarisationsverlust zu kreuzen [Stockhorst00]. Abb. 2.1 zeigt das Kreuzen der arbeitspunktabhängigen intrinsischen Resonanzen (7-Qy bis 2+Qy) mit Hilfe des „Fast quadrupole“ (Abb. 2.2), als auch die Spinflips der ´imperfection´-Resonanzen, hervorgerufen durch Verstärkung dieser mit Hilfe eines vertikalen Ablenkmagneten [Lehrach98]. Cooler Synchrotron COSY New Injector Ion Source COSY-11 RF-dipole Fast quadrupole e-Cooler Stochastic cooling EDDA PISA RF-cavity ANKE HE polarimeter RFQ Superconducting LINAC 50 MeV H - ,D - Diagnostics Line JESSICA TOF Transfer Line NESSI BIG KARL GEM, MOMO, HiRes LE polarimeter Cyclotron 10m Abb. 2.2: Übersichtsplan der Beschleunigeranlage COSY mit internen und externen Messplätzen. Rechts angedeutet der neue supraleitende Injektor-Linac.
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