Implementation and validation of the linear collider final focus prototype : ATF2 at KEK (Japan)

par Yves Renier

Thèse de doctorat en Physique des accélérateurs

Sous la direction de Philip Bambade et de Toshiaki Tauchi.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

  • Titre traduit

    Implémentation et validation de la focalisation finale du collisionneur linéaire : ATF2 at KEK (Japan)


  • Résumé

    Un futur Collisionneur Linéaire (LC) e+ /e- serait précis et complémentaire avec le LHC. Un des défis de ce LC sera de focaliser le faisceau à des tailles transverses nanométriques à l'IP, pour obtenir une importante luminosité. Les deux projets de LC (lLC et CLIC) partagent le même schéma de correction de chromaticité locale dans le système de Focalisation Finale (FF). ATF2 à KEK (Japon), implémente ce schémas mis à J'échelle en énergie, utilise le faisceau extrait de l'anneau d'amortissement ATF. Les objectifs d'ATF2 sont de prouver la faisabilité et la stabilité du système de FF et de définir et tester les procédures de corrections expérimentales. Le travail de thèse à commencé avant la mise en service et en couvre la première année à KEK. Au début, nous avons observé que les BPMs 'stripline' ne fonctionnaient pas correctement. Le problème a été caractérisé puis résolu plus tard, en 2010, en changeant l'électronique. Nous avons alors développé une procédure efficace pour vérifier la modélisation de la ligne de faisceau. Nous avons alors pu tester avec succès l'algorithme de correction de trajectoire que nous avions développé. Nous avons aussi développé avec succès un algorithme pour reconstruire les fluctuations de la trajectoire du faisceau pour chaque paquet avec une résolution inférieure au μm. Cette reconstruction détermine aussi les fluctuations en énergie, peJ111ettant un ajustement général de la fonction de dispersion sur la longueur de la ligne de faisceau avec une précision de quelques mm. Une méthode simple et robuste de réglage de la taille du faisceau à l'IP utilisant des déplacements de sextupoles a aussi été étudiée en simulation.


  • Résumé

    A future e+ /e- Linear Collider (LC) would be precise and complement3lY to the LHC. One of the challenges of this LC will be to focus the beam down to nm level transverse sizes at the interaction point, to obtain a high luminosity. The two LC projects (lLC and CLlC) require beam delivery systems with the same local chromaticity correction scheme in the final focus (FF). ATF2 at KEK (Japan) implements this scheme scaled down in energy, uses the beam extracted from the ATF damping ring. The ATF2 goals are to prove the feasibility and the stability of the LC FF system and to define and test the experimental correction procedures. The work in this thesis was st3lied before the commissioning and covered its first year at KEK. At the beginning, we observed that the striplines BPMs were not working properly. The problem was characterized and later solved in 20] 0 by upgrading the electronics. We then developed an efficient procedure to check the modelling of the beam line. Then, we were able to successfully test the trajectory correction algorithm which had been developed. We also successfully developed an algorithm to reconstruct pulse to pulse beam trajectory fluctuations with sub-flm precision. This reconstruction also gave a precise determination of the energy fluctuation, allowing a global fit of the dispersion function along the beam line with a precision of a few mm. A simple and robust IP beam size tuning method using sextupoles displacements was also studied in simulation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XI-185 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 181-185

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : og ORSAY(2010)82
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