Conception d'une source polarisée de positron pour CEBAF

Concept of a polarized positron source for CEBAF

• Auteur / Autrice : Sami Habet
• Direction : Eric Voutier, Joseph Grames
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des accélérateurs
• Date : Soutenance le 04/12/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des deux infinis Irène Joliot-Curie (2020-....) - Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Newport News, Virginie)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Kazamias
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kurt Aulenbacher, Gudrid Moortgat-Pick, Frank Zimmermann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kurt Aulenbacher, Gudrid Moortgat-Pick

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monte-Carlo, Méthode de

Simulation par ordinateur

Électrons -- Polarisation

Positons

Mots clés libres

Faisceaux de positrons

Polarisation

Dynamique faisceaux

Positron beams

Polarization

Beams dynamics

Résumé

Cette thèse se concentre sur le développement de faisceaux de positrons polarisés et non polarisés pour le futur programme expérimental en physique hadronique au Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab). Le défi principal consiste à produire des faisceaux de positrons polarisés à haute intensité et à cycle de service élevé (Duty cycle). La source de positrons du JLab, basée sur la technique PEPPo (Polarized Electrons for Polarized Positrons), vise à utiliser un faisceau continu d'électrons de haute intensité (1 mA) et hautement polarisés (90%) d'énergie modérée (120 MeV) pour produire soit un faisceau de positrons de faible intensité (>100nA) et hautement polarisés (60%), soit un faisceau de positrons de haute intensité (>3 μA) et non polarisés.L'optimisation de la disposition et des performances de la source de positrons est examinée dans cette thèse. La source est conçue avec un second injecteur spécialisé pour générer, transporter, accélérer et façonner les faisceaux de positrons. Elle est compatible avec l'accélération au Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF), et les résultats de l'investigation sont présentés dans ce document.

This thesis focuses on the development of polarized and unpolarized positronbeams for the future experimental program in hadronic physics at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab). The primary challenge is to produce high-duty-cycle and high-intensity polarized positron beams. The JLab positron source, which is based on the PEPPo (Polarized Electrons for Polarized Positrons) technique, aims to use a high-intensity (1 mA) and highly polarized (90%) continuous electron beam of moderate energy (120 MeV) to produce either a low intensity (>100nA), highly polarized (60%) positron beam or a high intensity (>3 μA), unpolarized positron beam.The optimization of the layout and performance of the positron source is examined in this thesis. The source is designed with a specialized second injector to generate, transport, accelerate, and shape positron beams. It is compatible with acceleration at the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF), and the investigation results are presented in this document.