Forme du faisceau: concepts avancés dans les accélérateurs de particules

Description

Cette séance de cours couvre les techniques avancées de mise en forme des faisceaux pour les accélérateurs de particules, y compris la mise en forme longitudinale et transversale, les champs de sillage, l'accélération laser diélectrique et les mécanismes de transfert d'énergie. Il traite également de la charge de contrôle par micro-bunch, phase et champ de sillage transversal. La présentation souligne l'importance du contrôle et de la manipulation du faisceau pour optimiser les performances de l'accélérateur.

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Accélérateur de particules

Un accélérateur de particules est un instrument qui utilise des champs électriques ou magnétiques pour amener des particules chargées électriquement à des vitesses élevées. En d'autres termes, il communique de l'énergie aux particules. On en distingue deux grandes catégories : les accélérateurs linéaires et les accélérateurs circulaires. En 2004, il y avait plus de dans le monde. Une centaine seulement sont de très grosses installations, nationales ou supranationales.

Accélérateur linéaire

thumb|upright=1.8|Diagramme animé montrant le fonctionnement d'un accélérateur linéaire thumb|Partie d'un accélérateur linéaire situé à Clayton, Victoria, Australie. Un accélérateur linéaire est un dispositif permettant d'accélérer des particules chargées afin de leur fournir une énergie cinétique importante dans le but de produire des réactions avec la matière. Les particules accélérées peuvent être des électrons, des protons, ou bien des ions lourds.

Electrostatic particle accelerator

An electrostatic particle accelerator is a particle accelerator in which charged particles are accelerated to a high energy by a static high voltage potential. This contrasts with the other major category of particle accelerator, oscillating field particle accelerators, in which the particles are accelerated by oscillating electric fields. Owing to their simpler design, electrostatic types were the first particle accelerators.

Physique des accélérateurs

Accelerator physics is a branch of applied physics, concerned with designing, building and operating particle accelerators. As such, it can be described as the study of motion, manipulation and observation of relativistic charged particle beams and their interaction with accelerator structures by electromagnetic fields. It is also related to other fields: Microwave engineering (for acceleration/deflection structures in the radio frequency range). Optics with an emphasis on geometrical optics (beam focusing and bending) and laser physics (laser-particle interaction).

Particle beam

A particle beam is a stream of charged or neutral particles. In particle accelerators, these particles can move with a velocity close to the speed of light. There is a difference between the creation and control of charged particle beams and neutral particle beams, as only the first type can be manipulated to a sufficient extent by devices based on electromagnetism. The manipulation and diagnostics of charged particle beams at high kinetic energies using particle accelerators are main topics of accelerator physics.