Введение к работе
Актуальность темы. Современные ускорительные комплексы с фик-:прованными мишенями включают в себя развитую систему каналов для формирования разнообразных пучков частиц, обеспечивающих проведение цирокого класса экспериментов. Помимо первичных протонов и пучков торичных частиц, образующихся при взаимодействии первичных прото-:ов с мишенью, широко используются и пучки третичных частиц, источ-иками которых служат распады нестабильных вторичных частиц. Среди учков третичных частиц особое место занимают мюонные и нейтринные учки от распадов ж, ЛГ-мезонов, при формирования которых использует-ї разнообразное магнитное оборудование, а также пассивная и активная іщпта.
При разработке н оптимизации оптических схем каналов, с учетом ;обенностей формирования пучков данного сорта, кроме требований к ;новным параметрам пучков (интенсивность, размер на установке, шири-1 импульсного распределения) необходимо учитывать достаточно жест-іе требования к уровню мюонного фона на экспериментальной установ-:. Где это возможно, предпочтительно использовать пассивную защиту селезо, грунт), например при формировании нейтринных пучков. В мю-ных каналах традиционно используют активную мюонную защиту из магниченного железа (обычно тороидальной формы). При организации оонной защиты в коротких каналах, например в канале Е~-гиперонов, прос использования и оптимизации намагниченного железа становится вовным.
Каналы частиц включают в себя большое количество магнитного обо-цования, в том числе обязательные системы коррекции оси пучка и его ібающих в окрестности рабочей точки. Поэтому уже на стадпи про-гирования каналов необходимо заниматься исследованием устойчивости гической системы к нестабильности положения туннеля и ошибкам при ставлений магнитного оборудования и разработкой системы коррекции.
Цель диссертационной работы состояла в изучении особенностей формирования пучков мюонов и дихроматических нейтрино в области высоких энергий, разработке и оптимизации оптических схем мюонных и нейтринных каналов для ускорителей SPS и У-600, разработке активной мюонной защиты в коротких каналах для УНК и У-600.
Научная новизна и результаты, выносимые на защиту. В диссертации получены следующие основные результаты.
-
Рассчитан и оптимизирован новый вариант оптической схемы мю-онного канала на ускорителе SPS в CERN. Проведена настройка модифицированного канала и исследованы параметры формируемых пучков.
-
Предложена и разработана активная мюонная защита из намагниченного железа (мюонный фильтр) для beam-dump экспериментов, рассчитаны конкретные варианты фильтра для УНК и У-600.
-
Разработан канал ХГ-гиперонов для УНК с фокусировкой гиперон-ного пучка на экспериментальную мишень и активной мюонной защитов из намагниченного железа.
-
Исследованы особенности одновременного формирования пучков мюонов и дихроматических нейтрино, разработана оптическая схема мюон-нейтринного канала со свободным распадным участком для У-600, рассчитаны параметры формируемых пучков.
-
Разработана оптическая схема канала дихроматических нейтринс для У-600 для проведения эксперимента "Байкал", рассчитаны параметры формируемых пучков с использованием полученного аналитической выражения для спектра нейтрино на детекторе с малым угловым разме ром. .
6. Предложена процедура выбора и оптимизации систем коррекцш
отклонений оси и огибающих пучка от расчетных значений.
Практическая ценность. Приведенные в диссертации результать использованы при модернизации мюонного канала на ускорителе SPS разработке технического задания на проектирование каналов частиц УНЬ и У-600 и могут найти применение в других научных центрах.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыва лись на научных семинарах ИФВЭ, рабочих совещаниях "Физика на УНК' (Протвино, 1990) и "УНК-600" (Протвино, 1993), опубликованы в научны: журналах, трудах конференций и совещаний, а также в виде препринтов
Структура диссертации. Работа изложена на 105 страницах, со-тоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 34 рисунка, і таблиц и список цитируемой литературы из 46 наименований.