Endgültiges physikalisches Design des Protonenverbesserungsplans-II an Fermilab

Dieses Papier präsentiert das endgültige physikalische Design des Protonenverbesserungsplans-II (PIP-II) an Fermilab, mit Schwerpunkt auf dem linear Beschleuniger (Linac) und seiner Strahltransferlinie. Wir befassen uns mit den Herausforderungen im longitudinalen und transversalen Gitterdesign, wobei wir uns speziell auf kollektive Effekte, parametrische Resonanzen und Raumladungs-Nichtlinearitäten konzentrieren, die die Strahlstabilität und die Emittanzkontrolle beeinträchtigen. Die umgesetzten Strategien mindern effektiv die Komplexität der Raumladung, was zu erheblichen Verbesserungen der Strahlqualität führt – belegt durch verringerte Emittanzwachstum, niedrigeren Strahlhalo, geringeren Verlust und besseres Management der Energiedispersion. Diese umfassende Studie ist entscheidend für den Erfolg des PIP-II-Projekts und bietet wertvolle Einblicke und Ansätze für zukünftige Beschleunigungsdesigns, insbesondere im Umgang mit Nichtlinearitäten und der Verbesserung der Strahldynamik.