DESENVOLUPEN UN ALGORITME PER CONTROLAR LA INJECCIÓ D'ELECTRONS

Sou a: Inici / Actualitat / NOTÍCIES / DESENVOLUPEN UN ALGORITME PER CONTROLAR LA INJECCIÓ D'ELECTRONS
El Sincrotró ALBA ha desenvolupat un algoritme per injectar electrons que permet controlar la quantitat d'electrons i la seva ubicació dins l'anell d'emmagatzematge. Aquest desenvolupament permetrà als usuaris realitzar-hi experiments amb resolució temporal.

El Sincrotró ALBA és un complex d'acceleradors d'electrons per generar llum de sincrotró. Està format per tres acceleradors: el linac (de lineal accelerator, en anglès) – on els electrons reben una primera acceleració-, el propulsor (o booster) – on s'acceleren els electrons fins arribar a una energia nominal de 3 GeV-, i l'anell d'emmagatzematge (o storage ring) – on els electrons es mantenen emmagatzemats a una energia constant i la seva emissió de llum de sincrotró s'aprofita per donar servei a les línies de llum-.

A l'anell d'emmagatzematge de l'ALBA, quan s'emet llum de sincrotró, els electrons perden energia. Per compensar aquesta pèrdua, s'utilitza un camp electromagnètic que ressona dins les cavitats de ràdiofreqüència i que retorna als electrons l'energia perduda. Aquest camp electromagnètic és altern, i canvia la seva polaritat cada 2 nanosegons (que vol dir a una freqüència de 500 MHz, deu milions de vegades més ràpid que el corrent elèctric que ens arriba a casa, que també és altern però que canvia de polaritat a 50 Hz). Per a que els electrons recuperin l'energia perduda han d'entrar a les cavitats de radiofreqüència en el moment en que la magnitud del camp elèctric és la correcta. Aquest fet produeix una selecció dels electrons, només aquells que quan entren a les cavitats reben el camp elèctric adequat s'acceleren, la resta perden la seva energia. D'aquesta manera els electrons s'agrupen en paquets separats 2 ns o, en termes de longitud, els paquest d'electrons estan separats 60 cm. L'anell d'emmagatzematge, que té una circumferència de 268.8 m, té lloc per a 448 paquets.

Fins ara els paquets s'omplien de forma uniforme. Ara, un grup de físics i enginyers del Sincrotró ALBA ha dissenyat i posat en marxa un algoritme que permet controlar de manera independent la quantitat d'electrons que s'injecta en cadascún d'aquests paquets i assegura que la distribució inicial es manté amb el temps.

Això donarà peu a realitzar experiments amb resolució temporal de l'ordre dels nanosegons per estudiar processos dinàmics que tenen lloc en temps molt curts. La possibilitat de realizar experiments amb resolució temporal junt amb l'alta brillantor de la llum de sincrotró són avui en dia dues de les característiques més apreciades en una instal·lació com l'ALBA.

Amb la posada en marxa d'aquest algoritme de control de la injecció els acceleradors de l'ALBA continuen oferint més i millors servei a la comunitat científica.

IM-FillingPatterns

La figura de l'esquerra mostra el patró d'electrons injectat a l'anell d’emmagatzematge: 320 paquets contigus omplerts de forma uniforme i un paquet separat de la resta i omplert amb un corrent 4 vegades superior als altres. La figura de la dreta mostra el mateix patró després de 4 hores, on es pot veure com la distribució inicial es manté constant i fins i tot es pot observar com el petit arrissat inicial es redueix tot indicant que l'algoritme funciona correctament. 

IM-ALBAFillingPattern IM-ALBAOpenDayTshirt

Aquesta mateixa aplicació va ser utilitzada per escriure el nom "ALBA" amb electrons. Aquesta imatge fou la guanyadora del concurs del disseny de samarretes que es va realitzar entre el personal del Sincrotró ALBA amb motiu d'escollir la samarreta per als voluntaris de l'ALBA Open Day 2016, celebrat recentment.

arxivat sota: ,