Recherche Avancée

Thèse soutenue

Performance du CERN PSB avec injection basée sur échange de charge H- à 160 MeV

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Auteur / Autrice : Vincenzo Forte
Direction : Claudio Santoni
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des Particules
Date : Soutenance le 03/06/2016
Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Corpusculaire (Aubière, Puy-de-Dôme)
Jury : Président / Présidente : Dominique Pallin
Examinateurs / Examinatrices : Claudio Santoni, Elena Benedetto, Ioannis Papaphilippou
Rapporteur / Rapporteuse : Mauro Migliorati, Patrick Puzo

Résumé

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Dans le cadre du projet LIU, vise à augmenter la puissance des injecteurs du LHC, le CERN PS Booster (PSB) sera mis à jour avec un système d'injection d'échange de charge H- et son énergie d'injection sera portée de 50 MeV à 160 MeV pour obtenir la luminosité du faisceau nécessaire pour le LHC High-Luminosity Upgrade. Effets de charge d'espace comme pertes de faisceau et incrément d’émittance transversale à l'injection vont être les principales limites vers la réalisation de la haute luminosité souhaitée. Des études sur la dynamique du faisceau en présence de charge d'espace afin d'évaluer les performances du PSB après la mise à niveau ont été effectuées. La première partie du travail consiste de mesures dans la présente machine, pour étudier les effets de charge d'espace et son interaction avec les résonances et d'avoir un ensemble de données pour le code benchmarking. Le code choisi pour le suivi du faisceau en présence de charge d'espace est PTC-Orbit (et PyOrbit). Les études de convergence numériques nécessaires sont présentées conjointement avec les études de la comparaison des simulations avec les mesures dans la machine. Une fois évalué le code et ses limites, les prévisions pour l'injection dans le PSB à 160 MeV avec des poutres de luminosité élevé sont livrés en termes de pertes de faisceau et incrément d’émittance. Ces études comprennent l'optimisation du point de fonctionnement, la compensation des résonances et/ou la correction de chromaticité en tenant compte des erreurs magnétiques attendus dans la machine.