E3 Óptica Transversal de Haces

Tópico

El conjunto ordenado de estos mismos imanes dipolares y cuadrupolares que estableció el modelo anterior constituye lo que se llama la óptica de la máquina, y su comportamiento se describe con un puñado de conceptos centrales. La emitancia del haz mide, de manera aproximada, cuán concentrada viaja la nube de partículas: un haz de emitancia pequeña tiene sus partículas cerca del eje central y viajando casi paralelas, mientras que uno de emitancia grande ocupa una región más difusa; esta cantidad se conserva a lo largo del recorrido salvo por procesos que la modifican deliberadamente, como el enfriamiento de haces que un módulo posterior describe, o accidentalmente, por efectos colectivos que la parte de anomalías desarrolla. La función beta describe, en cada punto de la trayectoria, cuán ancho es el haz en ese punto para una emitancia dada: donde la función beta es grande el haz es ancho y poco divergente, y donde es pequeña el haz está fuertemente comprimido, precisamente la condición que se busca en los puntos de colisión para maximizar la densidad de partículas que se cruzan. El número de oscilaciones transversales que una partícula completa en una vuelta completa de la máquina se llama el número de onda betatrónico, y su valor debe mantenerse alejado de ciertas fracciones simples, porque coincidir con esas resonancias amplificaría progresivamente cualquier imperfección de la máquina hasta desestabilizar y eventualmente perder el haz. Por eso este módulo, que abre con el guiado magnético ya establecido, cierra señalando la tarea central que ese guiado impone a la operación cotidiana: mantener el número de onda betatrónico lejos de sus líneas de resonancia peligrosas.

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