Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tavares, Pedro Fernandes
Data de Publicação: 1993
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282
Resumo: Orientadores: Antonio Rubens B. de Castro, Yves Baconnier
id UNICAMP-30_21e73a921cc1a630cf165a80769c973e
oai_identifier_str oai::75833
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétronsIonizaçãoElétronsFeixes de elétronsÍonsOrientadores: Antonio Rubens B. de Castro, Yves BaconnierTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: A teoria da neutralização de feixes pulsados de elétrons por ionização do gás residual é revisada. A dinâmica dos íons aprisionados sob a ação do campo elétrico do feixe e do campo magnético homogêneo dos magnetos defletores é analisada, assim como o efeito de aquecimento dos íons por colisões Coulombianas com os elétrons do feixe. Finalmente, os efeitos da neutralização sobre o feixe de elétrons são estimados, com especial atenção ao deslocamento e dispersão da sintonia bétatron. Uma série de experimentos, nos quais os fótons de bremsstrahlung produzidos em colisões dos elétrons circulantes com os núcleos de íons aprisionados no EPA (Electron Positron Accumulator do CERN) foram utilizados para detectar diretamente os íons, é relatada. Os resultados experimentais são compreendidos à luz de um modelo simples do processo de neutralização, cujos principais ingredientes são as seções de choque de ionização e dissociação molecular do monóxido de carbono e do hidrogênio molecular e dos íons deles derivados (uma compilação de seções de choque teóricas e experimentais disponíveis na literatura para os vários processos envolvidos é apresentada numa forma conveniente para aplicação nas energias de interesse em aceleradores circulares). O modelo prediz que, em situações de alta neutralização, uma fração apreciável da densidade iônica é composta por átomos de carbono várias vezes ionizados. O acoplamento bétatron produzido pelos campo eletrostático de uma nuvem Gaussiana de íons aprisionados é calculado na proximidade da ressonância de acoplamento de Quarta ordem 2Qx - 2Qy = O. O acoplamento obtido é consideravelmente menor que o observado experimentalmente. Hipóteses são levantadas para justificar esta discrepância e experimentos são sugeridos. A distribuição transversal dos íons aprisionados no interior do feixe de elétrons é analisada no limite de neutralização nula (através da equação de Liouville) e no limite de distribuição térmica (em que a distribuição canônica -Maxwell- Boltzmann - é obtida de forma auto-consistente) .Em ambos os casos, verifica-se, ao contrário de suposição comumente feita na literatura (de que a distribuição iônica é idêntica à distribuição eletrônica), que a nuvem iônica é constituída de um caroço central muito mais estreito que o feixe de elétrons. As conseqüências em termos do desvio e dispersão da sintonia do feixe de elétrons são discutidasAbstract: The theory of the neutralization of bunched electron beams by ionization of the residual gas is reviewed. The dynamics of trapped ions under the action of the beam generated electric fields and the homogeneous magnetic field of bending magnets is discussed, as well as the heating of the ions by Coulomb collisions with the circulating electrons. Finally, the effects of the neutralization on the electron beam are discussed, with emphasis on the betatron tune shifts and spreads. A series of experiments, in which the bremsstrahlung photons produced in collisions of the circulating electrons with the nuclei of trapped ions in the CERN Electron Positron Accumulator (EPA) were used to detect directly the ions, is reported. The experimental results are understood in the light of a simple model of the neutralization process, the main ingredients of which are the ionization and molecular dissociation cross sections of carbon monoxide, molecular hydrogen and their ions (a compilation of available experimental and theoretical cross sections for the various processes involved is presented in a form convenient for application at the energies of interest in circular accelerators). The model predicts that, in high neutralization situations, multiply ionized carbon atoms account for a significant fraction of the ion density. The betatron coupling produced by the electric field of a Gaussian cloud of trapped ions is calculated in the vicinity of the fourth-order 2Qx - 2Qy coupling resonance. The resulting coupling is much smaller than what is observed experimentally. Hypotheses are put forward to explain this discrepancy and experiments are suggested. The transverse distribution of trapped ions is calculated in the limit of vanishing neutralization (by means of the Liouville equation) and in the thermal equilibrium limit (by means of the canonical -Maxwell-Boltzmann -distribution, which is solved self-consistently). In both cases, the ion distribution is found to be composed of a central core much narrower than the beam, in contrast with the widely used assumption that the ion distribution is a replica of the beam distribution. The consequences in terms of the betatron tune shifts and spreads are discussed.DoutoradoFísicaDoutor em Ciências[s.n.]Castro, Antonio Rubens Britto de, 1940-Baconnier, YvesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASTavares, Pedro Fernandes19931994-04-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf[117]f. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282TAVARES, Pedro Fernandes. Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons. 1993. [117]f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282. Acesso em: 27 fev. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/75833porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2015-08-26T14:45:18Zoai::75833Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2015-08-26T14:45:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
title Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
spellingShingle Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
Tavares, Pedro Fernandes
Ionização
Elétrons
Feixes de elétrons
Íons
title_short Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
title_full Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
title_fullStr Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
title_full_unstemmed Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
title_sort Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons
author Tavares, Pedro Fernandes
author_facet Tavares, Pedro Fernandes
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Castro, Antonio Rubens Britto de, 1940-
Baconnier, Yves
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Programa de Pós-Graduação em Física
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Tavares, Pedro Fernandes
dc.subject.por.fl_str_mv Ionização
Elétrons
Feixes de elétrons
Íons
topic Ionização
Elétrons
Feixes de elétrons
Íons
description Orientadores: Antonio Rubens B. de Castro, Yves Baconnier
publishDate 1993
dc.date.none.fl_str_mv 1993
1994-04-13T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282
TAVARES, Pedro Fernandes. Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons. 1993. [117]f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282. Acesso em: 27 fev. 2025.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282
identifier_str_mv TAVARES, Pedro Fernandes. Aprisionamento iônico em anéis de armazenamento de elétrons. 1993. [117]f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1581282. Acesso em: 27 fev. 2025.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/75833
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
[117]f. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1825951511428988928

Registros relacionados