Διδακτορικές διατριβές
Τρέχουσα Εγγραφή: 11 από 166
|
|
| Κωδικός Πόρου |
000442691 |
| Τίτλος |
Non-linear dynamics modelling in accelerators with the use of symplectic integrators |
| Άλλος τίτλος |
Μοντελοποίηση της μη-γραμμικής δυναμικής σε επιταχυντές με τη χρήση συμπλεκτικών ολοκληροτών |
|
Συγγραφέας
|
Σκουφάρης, Κυριάκος Α.
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Τσιρώνης, Γεώργιος
Τομαράς, Θεόδωρος
Papaphilippou, Yannis
|
| Περίληψη |
Αυτή η διδακτορική διατριβή μελετά τη δυναμική σωματιδίων για μεγάλο αριθμό περιστροφών σε κυκλικούς σωματιδιακούς επιταχυντές (σύγχροτρον) όπως ο Μεγάλος
Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) και η επερχόμενη αναβάθμιση του ο Υψηλής Λαμπρότητας Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (HL-LHC). Μια σύντομη περιγραφή του δικτύου
επιταχυντών που βρίσκεται στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας (CERN) παρουσιάζεται στο Κεφάλαιο 1. Στο Κεφάλαιο 2, χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες του
Χαμιλτονιανού φορμαλισμού αλλα και της Poisson bracket Lie άλγεβρας, αναπτύσσεται ο
μαθηματικός φορμαλισμός που θα χρησιμοποιηθεί στα επόμενα Κεφάλαια.
Για κάθε Χαμιλτονιανό πρόβλημα, η χρήση συμπλεκτικών ολοκληρωτών είναι απαραίτητη όταν αυτό μελετάται για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Στα Κεφάλαια 3 και 4 δύο
διαφορετικές συμπλεκτικές ολοκληρωτικές μέθοδοι παρουσιάζονται. Η πρώτη είναι ιδανική για ιδιαίτερα χρονοβόρες προσομοιώσεις όπως η μελέτη της δυναμικής της δέσμης
σωματιδίων ενώ η άλλη για προσομοιώσεις που απαιτούν υψηλή ακρίβεια όπως η δυναμική
ενός σωματιδίου.
Το υπολογιστικό κόστος που απαιτείται για τη μελέτη της δυναμικής της δέσμης σωματιδίων για μεγάλους χρόνους (π.χ. η μελέτη της συνεισφοράς του χορικού φορτίου ή
της αλληλεπίδρασης μεταξύ των δέσμεον) μπορεί να είναι αρκετά μεγάλο ειδικότερα για
μηχανήματα όπως ο LHC και ο HL-LHC (απαιτούνται περισσότεροι από 1016 υπολογισμοί
ανά περιστροφή). Για να κάνουμε αυτούς τους υπολογισμούς γρηγορότερα, διάφορες
τεχνικές όπως η παραλληλοποίηση τον υπολογισμών, η χρήση μακρο-σωματιδίων και η
δημιουργία συμπτυγμένον πλεγμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Στο Κεφάλαιο 3 η
μέθοδος για τη δημιουργία συμπτυγμένον εκδόσεων των αρχικών μη-γραμμικών πλεγμάτων παρουσιάζεται. Αυτό το πολυδύναμο συμπλεκτικό ολοκληρωτικό σχήμα (αποτελεσματικό πλέγμα) αποτελείται από μία ακολουθία γραμμικών τμημάτων που χωρίζονται
από συμπτηγμένα μη-γραμμικά στοιχεία και μπορεί να περιγράψει όλα τα γραμμικά χαρακτηριστικά του αρχικού πλέγματος και ταυτόχρονα διατηρεί ικανοποιητική ακρίβεια
για τα μη-γραμμικά χρησιμοποιώντας τα ελάχιστα δυνατά στοιχεία. Το αποτελεσματικό πλέγμα είναι αρκετά εύκολο να τροποποιηθεί για τις ανάγκες διάφορων δαχτυλιδιών
και διατίθεται ως μία ικανότερη επιλογή έναντι της απλοποιημένης μήτρας περιστροφής
που συνήθως χρησιμοποιείται σε μελέτες πολλαπλών σωματιδίων που απαιτούν γρήγορες
ρουτίνες μετάδοσης δέσμεων.
Για να ελεγχθεί εάν οι διάφορες διαμορφώσεις ενός επιταχυντή είναι λειτουργικές, ιχνηλασίες ενός σωματιδίου για μεγάλα χρονικά διαστήματα χρειάζονται. Στο Κεφάλαιο 4
μια καινούρια οικογένεια συμπλεκτικών ολοκληρών υψηλής ακρίβειας, CSABAν & CSBABν,
χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό Χαμιλτονιανών ροών σε διάφορα πλέγματα επιταχυντών. Ένα πλεονέκτημα αυτών των συμπλεκτικών ολοκληροτών (όταν μπορούν να
εφαρμοστούν) είναι η παρουσία μόνο θετικών βημάτων ολοκλήρωσης ανεξάρτητα από τη
τάξη ακρίβειας. Επιπρόσθετα, οι C S AB Aν & C SB ABν ολοκληρωτές είναι πιο ακριβείς
με ίδιο ή μικρότερο υπολογιστικό κόστος από άλλα συμπλεκτικά ολοκληρωτικά σχήματα
που χρησιμοποιούνται εκτεταμένα στη φυσική επιταχυντών.
Το Κεφάλαιο 5 αυτής της διατριβής, ασχολείται με ένα λειτουργικό πρόβλημα του
HL-LHC το οποίο είναι ο μετριασμός των μακράς εμβέλειας αλληλεπιδράσεων μεταξύ
των δέσμεων (BBLR). Αυτές οι BBLR αλληλεπιδράσεις μπορούν να μειώσουν σημαντικά
τις επιδόσεις του HL-LHC συνεπώς, η χρήση DC καλωδίων ως συσκευές αποζημίωσης
μελετήθηκε. Αναλυτικές σχέσεις για τους όρους συντονισμού και τη διασπορά τόνου
συναρτήσει των αρχικών συνθηκών που προκαλούνται από τις BBLR αλληλεπιδράσεις
και το μαγνητικό πεδίο των καλωδίων παρουσιάζονται. Χρησιμοποιώντας αυτά τα αποτελέσματα ως οδηγούς για τις αριθμητικές μελέτες, δείχθηκε ότι με τη σωστή ρύθμιση των
DC καλωδίων, χωρίς να παραβιάζονται οι προστατευτικοί περιορισμοί, τα καταστρεπτικά
αποτελέσματα των BBLR αλληλεπιδράσεων μπορούν να μειωθούν σημαντικά. Επίσης, νέα
βασικά και απόλυτα σενάρια για τον HL-LHC με μικρότερη γωνία διασταύρωσης βρέθηκαν. Αυτά τα σενάρια είναι λειτουργικά (καλός χρόνος ζωής) μόνο με τη χρήση καλωδίων
αποζημίωσης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συμπληρωματικά τον αρχικών σεναρίων για τη βελτίωση της συνολικής λαμπρότητας και της λειτουργικής ευελιξίας του
μηχανήματος.
Τέλος στο Κεφάλαιο 6 συνοψίζονται τα αποτελέσματα αυτής της διατριβής.
|
| Φυσική περιγραφή |
xxvii, 173 σ. : πίν., σχήμ., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
Beam-beam long range interactions |
|
HL-LHC |
|
LHC |
|
Particle accelerators |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2021-10-11 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Διδακτορικές διατριβές
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
|
| Μόνιμη Σύνδεση |
https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/a/9/e/metadata-dlib-1633778388-917189-2889.tkl
|
| Εμφανίσεις |
565 |
Συλλογές
