Acelerador de códigos de la física

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Una cargada Acelerador de partículas es una máquina compleja que toma elemental de partículas cargadas y les acelera a muy altas energías. Acelerador física es un campo de la física que abarque todos los aspectos necesarios para diseñar y operar el equipo y para entender la dinámica resultante de las partículas cargadas. Hay paquetes de software asociados a cada tal dominio.

Contenido

  • 1 Códigos de dinámica de partículas individuales
  • 2 Códigos de efectos colectivos
    • 2.1 Crecimiento de la viga y el cálculo de inestabilidad
    • 2.2 Códigos de computación de impedancia
  • 3 Imán y otros códigos de modelado de hardware
  • 4 Formato de archivo del enrejado y datos intercambio de temas
  • 5 Códigos en aplicaciones de aceleradores de partículas
  • 6 Véase también
  • 7 Referencias

Códigos de dinámica de partículas individuales

Para muchas aplicaciones es suficiente rastrear una sola partícula a través de los correspondientes campos eléctricos y magnéticos. Algunos de estos códigos incluyen:

  • LOCO,
  • BMAD
  • MAD-X
  • Beta Guía del usuario
  • Elegante,[1]
  • Zgoubi,
  • Acelerador caja de herramientas,[2]
  • PTC
  • Synergia
  • Tracy
  • SAMM, Matlab otro basado en el código de seguimiento

Códigos de efectos colectivos

Las interacciones entre las partículas en la viga pueden tener efectos importantes sobre el comportamiento, control y dinámica. En algunos casos, pueden encontrarse las cantidades físicas de un código de dinámica de partículas individuales. En otros, puede ser construido un propio código multiparticle que ambos tiene la sola partícula de seguimiento a través de los campos electromagnéticos de la máquina y también la interacción con el resto de la viga.

Crecimiento de la viga y el cálculo de inestabilidad

La interacción del uno mismo (por ejemplo carga espacial) del haz de partículas cargadas puede causar un crecimiento de la viga, tales como con grupo alargamiento o intrabeam dispersión, o que pudiera causar una inestabilidad y asociada a pérdida de la viga. Muchos científicos han escrito los códigos especiales para calcular estos valores de crecimiento y los umbrales de inestabilidad. Códigos incluyen

  • Tranft [3]
  • mbtrack [4]
  • ÓRBITA
  • OPAL
  • GPT

Códigos de computación de impedancia

Una clase importante de efectos colectivos puede resumirse en términos de la respuesta de las vigas a un "impedancia". Es un trabajo importante por lo tanto el cómputo de esta impedancia para la máquina. Códigos para este cómputo incluyen

  • GdFidl
  • ABCI
  • TBCI [5]

Imán y otros códigos de modelado de hardware

Para controlar el haz de partículas cargadas, debe crearse apropiado campos eléctricos y magnéticos. Hay paquetes de software para ayudar en el diseño y la comprensión de los imanes, las cavidades RF y otros elementos que crean estos campos. Códigos incluyen

  • COMSOL Multiphysics
  • ÓPERA
  • CST Studio electromagnética

Formato de archivo del enrejado y datos intercambio de temas

Dada la variedad de tareas de modelado, no hay no un formato de datos común que ha desarrollado. Para describir la disposición de un acelerador y los elementos correspondientes, uno utiliza una supuesta "enrejado de archivo". Ha habido numerosos intentos de unificar los formatos de archivo del enrejado utilizados en diversos códigos. Un intento de unificación es el lenguaje de marcado de acelerador y el analizador de acelerador Universal, descrito aquí. Otra tentativa en un enfoque unificado para códigos de acelerador es la UAL o Biblioteca Universal del acelerador.[6]

Los formatos de archivo usados en MAD pueden ser el más común, con rutinas de traducción disponibles para convertir a un formulario de entrada para un código diferente. Asociado con el código elegante es un formato de datos llamado NEDD, con una suite de herramientas asociada. Si uno utiliza un código basado en Matlab, como acelerador Toolbox, uno tiene disponibles todas las herramientas dentro de Matlab.

Códigos en aplicaciones de aceleradores de partículas

Hay muchas aplicaciones de aceleradores de partículas. Por ejemplo, dos importantes aplicaciones son elementales física de partículas y radiación de sincrotrón producción. Cuando se realiza una tarea de modelado para cualquier operación de acelerador, deben alimentar a los resultados de simulaciones de dinámica de haz de partículas cargadas en la aplicación asociada. Por lo tanto, para una simulación completa, uno debe incluir los códigos en aplicaciones asociadas. Para la física de partículas, la simulación puede continuarse en un detector con un código como GEANT4. Para una instalación de radiación de sincrotrón, por ejemplo, el haz de electrones produce un haz de rayos x que luego viaja por un Beamline antes de llegar al experimento. Por lo tanto, el haz de electrones software de modelado debe interactuar con el óptica de rayos x modelado de software tales como SRW, Sombra, McXTrace, o Espectros.

Véase también

  • Repositorio de códigos cuidado-HHH
  • Lista de códigos de laboratorio de física de haz de partículas de UCLA

Referencias

  1. ^ ELEGANTE, un código compatible con SDDS Flexible para la simulación de acelerador software
  2. ^ Ver aquí para el sitio atcollab
  3. ^ Manual del usuario TRANFT, BNL, 77074-2006-IR http://www.Osti.gov/Scitech/Biblio/896444
  4. ^ EL MULTIPARTICLE SIGUIENDO LOS CÓDIGOS SBTRACK Y MBTRACK. R. Nagaoka, Periódico PAC ' 09
  5. ^ T. Weiland, DESY
  6. ^ Ver referencias por N. Malitsky y Talman tales como este manual de 2002.

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