Published June 1990 | Version v1
Report Restricted

Electron cooling experiments at LEAR

Description

In 1987, after a longer phase of development this frist cooler to be used in routine operation in a storage ring was built into LEAR. Thereafter cooling experiments with 6, 10, 21 and 50 MeV protons, and later on (1989) also with antiprotons, were successfully performed; the number of stored ions was some 107 to 5x109, typically. In this paper the performance of the experiments is described and the results of all cooling experiments are summarized. First of all the theory of electron cooling is described, whereby, amongst other things, the enhancement of the friction (cooling) force due to the solenoidal magnetic field is explained and whereby a possible difference in the friction force for protons and antiprotons is discussed. Thereafter a description of the LEAR cooler follows, especially of its electronic control system, together with the computer code, as it was used during the experiments. Then the beam control and diagnostic equipment is summarized, which could be used during the cooling experiments to prepare the ion beam and to determine its equilibrium properties and the friction force, respectively. Especially the analysis of the Schottky signals which showed an unusual behaviour in the case of a cold beam is explained in more detail. After describing the optimization of the cooling the presentation of the results of all cooling experiments follows. (orig./HSI)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Nach einer laengeren Entwicklungsphase wurde dieser erste Kuehler, der fuer einen routinemaessigen Betrieb in einem Speicherring vorgesehen war, 1987 in LEAR eingebaut. Danach wurden die ersten Kuehlexperimente mit Protonen, und spaeter (1989) mit Antiprotonen, der Energie 6, 10, 21 und 50 MeV erfolgreich durchgefuehrt; die Anzahl der gespeicherten Ionen war typisch einige 107 bis 5 x 109. In dieser Arbeit werden nun die Ergebnisse aller Kuehlexperimente zusammenfassend dargestellt. Dazu wird zunaechst die Theorie der Elektronenkuehlung beschrieben, wobei unter anderem die Erhoehung der Kuehlkraft durch den Einfluss des Solenoidfeldes dargestellt wird und wobei auf einen eventuell vorhandenen Unterschied in der Kuehlkraft fuer Protonen und Antiprotonen eingegangen wird. Dann folgt eine Beschreibung des LEAR-Kuehlers, insbesondere dessen Steuerung samt dem Kontrollprogramm, wie es bei den Experimenten zum Einsatz kam. Danach werden die Moeglichkeiten der Strahlkontrolle und der Diagnose zusammengefasst, welche bei den Kuehlexperimenten zur Verfuegung standen, um den Strahl gezielt zu praeparieren beziehungsweise um dessen Eigenschaften und die Kuehlkraft zu bestimmen. Insbesondere wird etwas naeher auf die Analyse der Schottky-Signale eingegangen, die im Fall eines kalten Strahls eine ungewoehnliche Struktur zeigten. Nach einer Beschreibung der Optimierung der Kuehlung folgt dann die Darstellung der Ergebnisse aller Kuehlexperimente. (orig./HSI)

Files

Restricted

The record is publicly accessible, but files are restricted to users with access.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Experimente zur Elektronenkuehlung am Niederenergie-Antiprotonen-Speicherring (LEAR)

Publishing Information

Imprint Pagination
129 p.
Report number
KFK--4673