B1 - Aufgabengebiete

Ausbau und Erweiterung

Um neuen Experimenten der Kernphysik Rechnung zu tragen, wird die Beschleunigeranlage von der Kollaboration B1 ständig verbessert und erweitert. Grundvoraussetzung hierfür ist die Beherrschung der Anlage, nicht nur in technischer, sondern auch in beschleunigerphysikalischer Hinsicht. Daher gibt es eine Reihe von Projekten für strahloptische Untersuchungen und zum Aufbau hierfür nötiger diagnostischer Instrumentierung. Beispiele hierfür sind: Die Verbesserung der Synchrotronstrahlungsmonitore, um die Emittanz genauer zu vermessen, Untersuchungen der longitudinalen Strahldynamik für eine Stabilisierung der Energie auch bei 1.5GeV oder magnettechnische Untersuchungen im Hinblick auf eine Erhöhung der Ausschussenergie des HDSM.

Zukunftstechnologie

Vorschläge zu neuartigen Experimenten in der Kernphysik werden es in Zukunft erforderlich machen, über andere Arten von Teilchenbeschleunigern nachzudenken, wie beispielsweise einem Rezirkulator mit supraleitenden Beschleunigungssektionen für hohe Teilchenströme. Dieser soll bei einer Energie von etwa 200MeV einen Elektronenstrahl von 10mA erzeugen können. Die daraus resultierende Strahlleistung von 2MW wäre nur äußerst unökonomisch aufrecht zu erhalten. Daher wird untersucht, ob nicht für kernphysikalische Experimente die Technik des „Energy-Recovery“ eingesetzt werden kann, bei der der Strahl nach der Wechselwirkung im Experiment in den Beschleunigersektionen um 180° phasenverschoben zum beschleunigten Strahl abgebremst wird und dabei einen Großteil (>99%) seiner Energie wieder abgibt, die dann direkt für die Beschleunigung der „neuen“ Teilchen verwendet werden kann.

Elektron-Nukleon Kollider

In einer weiteren Studie arbeiten wir zusammen mit Kollegen der Universitäten Bonn, Dortmund und Jülich an einem Konzept für einen Elektron-Nukleon Kollider. Diese Anlage soll polarisierte Elektronen von bis zu 3GeV mit polarisierten Protonen der Energie von 15GeV (und auch Deuteronen) zur Kollision bringen. Als Speicherring für die Protonen/Deuteronen soll dabei der Hochenergiespeicherring des FAIR Projektes (GSI in Darmstadt) dienen, der, ergänzt um einen Elektronenring, dann auch als Kollider eingesetzt werden kann. Zur Optimierung der Luminosität einer solchen Anlage, d.h. der Maximierung der Zahl der beobachtbaren Ereignisse, sind viele unterschiedliche Beschleunigerparameter und strahldynamische Effekte zu untersuchen. Zu nennen ist hier z.B. die Optimierung der Effizienz der Strahlkühlung des gebunchten Protonenstrahls mit hochenergetischen (8MeV und mehr) Elektronen, um einen möglichst kleinen Strahlquerschnitt zu erhalten und gleichzeitig die störenden Effekte der dann wachsenden Raumladung (des Strahls selbst und in der Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl) zu beherrschen.