CTF3 ( CLIC Test Facility 3 ) fue una instalación de aceleración de electrones construida en el CERN con el objetivo de demostrar los conceptos clave del acelerador Compact Linear Collider . [1] La instalación constaba de dos líneas de haz de electrones para imitar las funcionalidades del haz de transmisión CLIC y del haz principal.
La instalación utilizó los activos anteriores del complejo acelerador LEP Pre-Injector (LPI). La LPI se utilizó principalmente para inyectar electrones y positrones en el complejo acelerador del CERN, para ser entregados finalmente al Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP). Tras el cierre de LEP en 2000, LPI dejó de proporcionar haces a los experimentos (LPI proporcionó haces directamente a algunos experimentos independientes de LEP) en abril de 2001. Luego se comenzó a trabajar para convertir la instalación de LPI para utilizarla en el CTF3. La conversión se llevó a cabo en etapas, con la primera etapa (la denominada Fase Preliminar) comenzando la puesta en servicio del acelerador en septiembre de 2001. [2] En los años siguientes, LPI se transformó en CTF3.
La instalación dejó de operar en diciembre de 2016, [3] y una de sus líneas de luz se ha convertido en la nueva instalación del CERN Linear Electron Accelerator for Research ( CLEAR ). [4] [5]
Esta página proporciona una descripción general de la instalación con referencias a su programa experimental principal. Puede encontrar información más detallada en el Informe de diseño de la instalación. [1]
Descripción de la instalación
La instalación implementó y demostró la viabilidad de una versión escalada del CLIC Drive Beam: se generó un haz de electrones de 1,2 μs de largo (agrupado a 1,5 GHz y con una corriente media de 4 A) y se aceleró hasta ~ 135 MeV en ~ 80 LINAC de m de longitud mediante el uso de estructuras de aceleración totalmente cargadas alimentadas por pulsos de RF de ~ 40 MW y 3 GHz. [6] El haz pasaba por una versión simplificada del Complejo de recombinación de haz de impulsión (DBRC): un sistema compuesto por un bucle de retardo y un anillo combinador que permitía recombinar diferentes partes del haz entrante para finalmente producir una longitud de 140 ns. tren de racimos a 12 GHz y con una corriente media de hasta 28 A.
Un segundo haz de electrones de menor intensidad (unos pocos racimos de aproximadamente 100 pC / racimo), llamado Probe Beam, se generó y aceleró hasta 200 MeV en el llamado "Concept d'Accélerateur Linéaire pour Faisceau d'Electrons Sonde" ( CALIFES) inyector. [7] El propósito principal del Probe Beam era emular el haz principal de CLIC en colisión.
Programa experimental
Los dos haces de electrones producidos en CTF3 se utilizaron para demostrar el concepto de aceleración de dos haces en el módulo de dos haces instalado en el área experimental de CLEX: el haz de impulsión se desaceleró en estructuras especiales de extracción y transferencia de energía (PETS), y la energía producido utilizado para acelerar el haz de la sonda con gradientes de hasta ~ 145 MeV / m. [8]
La instalación sirvió como banco de pruebas para otra I + D relacionada con CLIC , por ejemplo:
- Efecto de la carga del haz en la tasa de ruptura de RF . [9]
- Estudios de eficiencia de desaceleración de Drive Beam. [10]
- Impulse la estabilización de fase del haz mediante el uso de un novedoso sistema de avance [11]
Acelerador de electrones lineal CERN para investigación
Gracias a su facilidad de uso y versatilidad, el Probe Beam se utilizó también para actividades que no estaban conectadas directamente a CLIC . Esto despertó el interés de varias comunidades y se organizó un taller para discutir la posible reutilización de dicha línea de luz . [12] En diciembre de 2016, mientras CTF3 estaba terminando su operación, se decidió transformar el Probe Beam en una nueva instalación de I + D de propósito general bajo el nombre de CERN Linear Electron Accelerator for Research, o CLEAR. [4] [5]
CLEAR sigue proporcionando capacidades de prueba para la tecnología de aceleración de banda X , incluido CLIC , pero también permite explorar conceptos novedosos como aceleración de plasma , producción de radiación THz . Además, proporciona capacidades de irradiación de electrones a las comunidades espaciales y médicas. [13]
Referencias
- ^ a b "Informe de diseño CTF3" (PDF) . Servidor de documentos CERN . Consultado el 30 de julio de 2018 .
- ^ Servidor de documentos CERN | G. Geschonke y A. Ghigo (editores): CTF3 Design Report (2002) Consultado el 31 de julio de 2018
- ^ Roberto, Corsini (mayo de 2017). "Resultados finales de la instalación de prueba Clic (CTF3)". Actas de la 8ª Int. Acelerador de partículas Conf . IPAC2017. doi : 10.18429 / jacow-ipac2017-tuzb1 .
- ^ a b "Sitio web oficial de CLEAR" .
- ^ a b Gamba, D .; Corsini, R .; Curt, S .; Doebert, S .; Farabolini, W .; Mcmonagle, G .; Skowronski, PK; Tecker, F .; Zeeshan, S. (2018). "La facilidad de usuario CLEAR en el CERN" . Instrumentos y métodos nucleares en la investigación de la física Sección A: Aceleradores, espectrómetros, detectores y equipos asociados . 909 : 480–483. Código Bib : 2018NIMPA.909..480G . doi : 10.1016 / j.nima.2017.11.080 .
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( ayuda ) - ^ Navarro Quirante, José Luis; Corsini, Roberto; Grudiev, Alexej; Lefèvre, Thibaut; Mazzoni, Stefano; Pan, Rui; Tecker, Frank; Farabolini, Wilfrid; Peauger, Franck; Gamba, Davide; Khan, Muhammad Asif; Yaqub, Kashif; Ögren, Jim; Ruber, Roger; Vitoratou, Niki (1 de diciembre de 2014). "CALIFES: Un haz de electrones de usos múltiples para pruebas de tecnología de aceleración" : MOPP030. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Ruber, R .; Ziemann, V .; Ekelöf, T .; Palaia, A .; Farabolini, W .; Corsini, R. (2013). "El banco de pruebas CTF3 de dos haces". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación de la física Sección A: Aceleradores, espectrómetros, detectores y equipos asociados . 729 : 546–553. Código bibliográfico : 2013NIMPA.729..546R . doi : 10.1016 / j.nima.2013.07.055 .
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( ayuda ) - ^ Döbert, Steffen; Adli, Erik; Lillestøl, Reidar; Olvegård, Maja; Syratchev, Igor; Carrillo, David; Toral, Fernando; Faus-Golfe, Ángeles; García-Garrigós, Juan (abril de 2011). "Estado de puesta en servicio de la línea del haz de prueba del desacelerador en CTF3" : MOP018. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Jack, Roberts; Alexandra, Andersson; Philip, Burrows; Glenn, Christian; Roberto, Corsini; Andrea, Ghigo; Fabio, Marcellini; Colin, Perry; Piotr, Skowroński (junio de 2016). "Demostración de la estabilidad de fase de nivel CLIC utilizando un sistema de avance de fase de haz de transmisión de alta ancho de banda y baja latencia en la instalación de prueba CLIC CTF3". Actas de la 7ª Int. Acelerador de partículas Conf . IPAC2016. doi : 10.18429 / jacow-ipac2016-wepor006 .
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