Μελέτες Αποτελεσματικότητας Καθαρισμού Δεσμών Βαρέων Ιόντων στον Μελλοντικό Κυκλικό Επιταχυντή

Λογοθέτης Αγαλιώτης, Ευστάθιος; Logothetis Agaliotis, Efstathios

dc.contributor.author	Λογοθέτης Αγαλιώτης, Ευστάθιος	el
dc.contributor.author	Logothetis Agaliotis, Efstathios	en
dc.date.accessioned	2023-03-24T09:52:07Z
dc.date.available	2023-03-24T09:52:07Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57296
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24994
dc.rights	Default License
dc.subject	Φυσική Βαρέων Ιόντων	el
dc.subject	Προσομοιώσεις Μόντε Κάρλο	el
dc.subject	Επιταχυντές	el
dc.subject	Καθαρισμός Δέσμης	el
dc.subject	FCC	en
dc.subject	FCC-hh	en
dc.subject	Heavy Ion Physics	en
dc.subject	Lead Ions	en
dc.subject	Betatron Collimation	en
dc.subject	Monte Carlo Simulations	en
dc.subject	STIER	en
dc.title	Μελέτες Αποτελεσματικότητας Καθαρισμού Δεσμών Βαρέων Ιόντων στον Μελλοντικό Κυκλικό Επιταχυντή	el
dc.title	Future Circular Collider Heavy Ions Collimation Efficiency Studies	en
dc.contributor.department	physics department - Laboratory of Experimental High Energy Physics	el
heal.classification	Φυσική Επιταχυντών	el
heal.classification	Accelerator Physics	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-17
heal.abstract	Ο Μελλοντικός Κυκλικός Επιταχυντής - Future Circular Collider (FCC) είναι μία κλάση ερευνών για τον σχεδιασμό, τη μελέτη και την υλοποίηση του επόμενου μεγάλου μεγέθους κυκλικού επιταχυντή που πρόκειται να διαδεχθεί τον LHC και την αναβάθμισή του σε HL- LHC, όταν αυτοί ολοκληρώσουν το ερευνητικό τους πρόγραμμα. Η μελέτη αποτελείται από τρεις επιμέρους μελέτες: Τον FCC-ee που αφορά την σύγκρουση δεσμών ηλεκτρονίων - πο- ζιτρονίων, τον FCC-hh που αφορά την σύγκρουση δεσμών πρωτονίων, ιόντων και πρωτονίων -ιόντων και τον HE-LHC ο οποίος αποτελεί μια περαιτέρω αναβάθμιση του HL-LHC, με την εγκατάσταση υπεραγώγιμων μαγνητών που αναπτύσσονται για τον FCC. Η μελέτη βρίσκεται σε φάση εννοιολογικού σχεδιασμού (Conceptual Design), με την έκθε- ση εννοιολογικού σχεδιασμού (CDR) να δημοσιεύεται το 2019, μικρές αλλαγές στις παρα- μέτρους του αρχικού σχεδιασμού μπορούν να έχουν πολύ μεγάλη επίπτωση στην αποδοτι- κότητα της λειτουργίας του ως επιταχυντή για την επιτάχυνση και σύγκρουση βαρέων ιόντων (heavy ion collider) και θα μπορούσε να αποβεί μοιραία για την πραγματοποίηση ή μη της λει- τουργίας αυτής. Επομένως, είναι σημαντικό να ταυτοποιηθούν εγκαίρως οι προαπαιτούμενες σχεδιαστικές παράμετροι που θα εγγυηθούν ότι το αρχικό σχέδιο θα είναι ένας επιταχυντής, επαρκώς ευέλικτος για την υλοποίηση ενός ουσιαστικού ερευνητικού προγράμματος φυσικής βαρέων ιόντων. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην εκτίμηση της απόδοσης του συστήματος καθαρισμού δέσμης στο εγκάρσιο επίπεδο “betatron collimation system” κατά την προβλε- πόμενη λειτουργία του επιταχυντή με βαρέα ιόντα. Θεωρώντας συγκρούσεις ιόντων Μο- λύβδου με ενέργειες κέντρου μάζας νουκλεονίου - νουκλεονίου Eb = 39.4 TeV, ερευνά με προσομοιώσεις τον κατακερματισμό (fragmentation) της δέσμης μολύβδου στο πρωτεύον «πέτασμα» (collimator) του συστήματος καθαρισμού betatron. Στη συνέχεια, ιχνηλατείται η πορεία των θραυσμάτων κατά μήκος της διαδρομής τους στο εσωτερικό του επιταχυντή, για τον εντοπισμό των θέσεων απώλειάς τους. Η ακόλουθη ανάλυση προσδιορίζει τους περιορισμούς που τίθενται από προσανατολισμένο στη λειτουργία με πρωτόνια σχεδιασμό του συστήματος και χαρτογραφεί τις επιτρεπτές ρυθ- μίσεις για την ασφαλή λειτουργία του επιταχυντή με βαρέα ιόντα, προσφέροντας μια πρώτη εκτίμηση του κατά πόσον αυτή είναι εφικτή. Επιπλέον, παρουσιάζονται περιοριστικοί πα- ράγοντες της λειτουργίας αυτής, καθώς και οι επιπτώσεις τους. Συνοψίζοντας, εκτός από την προώθηση της φυσικής των βαρέων ιόντων στη μεθόριο της TeV ενεργειακής κλίμακας, η λειτουργία του Μελλοντικού Κυκλικού Επιταχυντή Αδρονίων (FCC-hh) , με συγκρούσεις βαρέων ιόντων καθιστά εφικτή την έρευνα σε τομείς πλούσιους σε νέα Φυσική και η πραγματοποίησή της οφείλει να μελετηθεί σε βάθος.	el
heal.abstract	In the conceptual design phase of the Future Circular Collider (FCC), even a small change in parameters may impact the efficiency of its performance as a heavy ion collider. The right design choices could be proven of critical importance to the actualisation or not of such an operation. Thus, it is important to identify — as early as possible – the design requirements that will guarantee a robust collider, flexible enough to facilitate a physics-significant heavy ion programme. This thesis evaluates the efficiency of the betatron collimation system for the nominal heavy ion operation of FCC. Assuming Lead-Lead collisions at 39.4 TeV nucleon-nucleon centre-of-mass energy, I simulate the fragmentation of the lead beam distribution edges on the primary collimator of the betatron insertion. Subsequently, I track the fragment particles upstream the ring to identify their individual first impact locations. In the following analysis, I aim to identify the limitations applied by the proton-oriented design of the system and to assess the selected collimator settings for a safe heavy ion operation, providing an initial estimation of feasibility. Furthermore, other limiting factors of said operation are addressed, and potential impli- cations are discussed. Concluding, except for advancing heavy ion physics to the TeV energy frontier, FCC-hh heavy ion operation will allow CERN to perform a solid step towards an area abundant of new physics and should be strongly considered.	en
heal.advisorName	Αλεξόπουλος, Θεόδωρος	el
heal.advisorName	Alexopoulos, Theodoros	en
heal.committeeMemberName	Μαλτέζος, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Γαζής, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Maltezos, Stavros	en
heal.committeeMemberName	Gazis, Evaggelos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	130 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false