Ansökan: Driftbidrag för tvåstråletestuppställning för CTF3 vid CERN

Tidsperiod:

1 januari – 31 december 2011

Projektledare:

Volker Ziemann

Projektdeltagare:

Tord Ekelöf, Roger Ruber

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

480 000 SEK

För framtida partikelfysikexperiment kommer att krävas allt högre partikelenergier och därmed alltmer högenergetiska acceleratorer. Den högsta kollisionsenergi, 14 GeV, som kommer att kunna nås med den cirkulära proton-proton-kollideraren LHC , vilken nu färdigställts på CERN i Genève, bestäms av den högsta fältstyrka, 8.3 Tesla, som kan uppnås med de supraledande magneter som styr de accelererade partiklarna i LHC?s cirkelbana. Man planerar f.n. att efter LHC bygga en linjär elektron-positron-kolliderare CLIC, som skall ha en kollisionsenergi på mellan 1 till 3 TeV. Kolliderarens längd bestäms i detta fall av den maximala elektromagnetiska fältstyrka, som kommer att kunna uppnås i CLICs accelerationskaviteter. För att kunna bygga en mycket högenergetisk linjäraccelerator av rimligt längd och kostnad krävs att man kan åstadkomma radiofrekventa (RF) elektromagnetiska fält i vakuum av extremet hög frekvens och fältstyrka. Om fältstyrkan blir alltför hög uppstår elektriska urladdningar, så kallad RF-urladdningar, vilka begränsar den maximala fältstyrka som kan användas. Ett internationellt forskningsprogram pågår vid CERN med syftet att optimera utformningen av acceleratorkaviteterna och uppnå så höga elektromagnetiska fältstyrkor som mögligt. Tyvärr har vi hittills inte kunnat formulera en tillräckligt precis grundläggande fysikalisk beskrivning av RF-urladdningsprocesserna och dess ursprung. En förutsättning för att nå höga fältstyrkor, utan att urladdningar inträffar, är att det elektromagnetiska fältets frekvens är mycket hög. Idag ligger den optimala frekvensen, med hänsyn taget även till kaviteternas tillverkningskostnader, kring 12 GHz: för en allt högre frekvens krävs allt mindra kaviteter med allt högre krav på mekanisk.