Crab Cavity

Einsatz von Crab Cavities in Teilchenbeschleunigern zur Rotation der umlaufenden Teilchenpakete vor dem Kollisionspunkt. So wird eine bessere Durchdringung und damit eine höhere Rate an Teilchenkollisionen erreicht.

Crab Cavities (engl. crab ‚Krabbe‘ und cavity ‚Hohlraum‘) sind spezielle Hohlraumresonatoren, die in Teilchenbeschleunigern eingesetzt werden können, um die Luminosität und damit die Rate an Teilchenkollisionen zu erhöhen.

In Synchrotrons und hochenergetischen Linearbeschleunigern werden die Teilchen nicht als kontinuierlicher Strahl beschleunigt, sondern in einzelnen Paketen („Bunches“). Diese Pakete sind sehr langgezogen und dünn. Bei Kollisionspunkten in Teilchendetektoren müssen sich die Strahlen technisch bedingt unter einem kleinen Winkel kreuzen anstatt sich frontal zu treffen, daher durchdringen sich die Teilchenpakete nicht vollständig. Crab Cavities haben ein schnell oszillierendes elektromagnetisches Feld, das den vorderen Teil der Teilchen in eine andere Richtung ablenkt als den hinteren Teil. Dadurch können die Teilchenpakete etwas gedreht werden, sodass sie sich am Kollisionspunkt vollständig durchdringen.

Crab Cavities wurden am Beschleuniger KEKB genutzt und werden in seinen Nachfolger SuperKEKB eingebaut. Ihr Einsatz ist außerdem am Large Hadron Collider und International Linear Collider geplant.

Weblinks

• Crabbing in the cavity, Bericht auf linearcollider.org (englisch)

Literatur

• Rama Calaga, Steve Myers, Frank Zimmermann (Hrsg.): Summery of the 4th LHC Crab Cavity Workshop “LHC-CC10” (CERN 15.–17. December 2010). (PDF; 245 kB) CERN, Genf 2011 (CERN-ATS-2011-003).
• K. Hosoyama et al.: Crab Cavity Development. (PDF; 993 kB) In: Proceedings of the 12th International Workshop RF superconductivity. 10.–15. Juli 2005, Ithaca, USA, S. 439–445 (THA09).
• H. Nakai et al.: Research and Development Program on Superconducting Crab Cavities for KEKB. (PDF; 248 kB) In: Proceedings of the 11th Workshop on RF Superconductivity. 8.–12. September 2003, Lübeck/Travemünde, Deutschland, S. 120–123 (MPO34).