Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1. С помощью численного моделирования определена оптимальная конфигурация системы скью-квадрупольной коррекции связи колебаний накопителя СКИФ. С её использованием получены результаты численного моделирования обобщенной коррекции связи (совместная минимизация вертикальной дисперсии и ширины линейного разностного резонанса связи) на основе метода EVD. Вертикальный эмиттанс, исходно из-за влияния типичных возмущений сравнимый по величине с горизонтальным, уменьшается более, чем на порядок - до дифракционного предела. Метод продемонстрировал высокую устойчивость к погрешностям входных данных. 2. Алгоритм, развитый для испытания метода обобщенной коррекции связи на ВЭПП-4М, проверен численным моделированием с использованием измеренных данных о вертикальной дисперсии и показал достаточную эффективность. 3. Информация о модуле коэффициента связи и фазе в принципе содержится в пооборотных (TbT) показаниях пикапах положения орбиты пучка при резонансной раскачке собственных мод поперечных колебаний. Численным моделированием раскачки на СКИФе было показано, что при небольшой невозмущенной отстройке от резонанса в сравнении с его шириной модуль коэффициента связи может быть измерен с достаточной точностью по наклону осей полученных изображений эллипсов нормальных мод. Соответствующий эксперимент был проведен с положительным результатом на установке ВЭПП-4М в 2023 г. 4. Продолжено исследование возможностей MIA (модельно-независимый анализ) – перспективного метода диагностики и коррекции оптики ускорителей, включая СКИФ, в плане зависимости его точности от ошибок выставки пикап-станций. Ранее в измерениях на ВЭПП-4М было снято несколько наборов пооборотных данных с пикап-станций о модах поперечных модах колебаний пучка, резонансно возбуждаемых с помощью пластин деполяризатора. По ним определены горизонтальная и вертикальная бета-функции - через набег фазы и по амплитуде колебаний. Отличия между измеренными двумя способами бета-функциями - порядка 20%. Точность MIA зависит от калибровочных множителей пикапов, определяемых через ошибки в ориентации их осей и поперечных смещений относительно расчетной орбиты. Для нахождения этих множителей предложено использовать две особенности проведенных экспериментов. Это - раскачка нормальных мод, сохраняющих вид эллипсов независимо от поворотов пикапов, а также применение двух способов измерения бета-функций (способ по набегу фаз не чувствителен к поворотам пикапов). С учетом этих особенностей определены калибровочные матрицы пикапов и выявлены ошибки их выставки. Пикапы вблизи места встречи имеют наиболее заметные отклонения в ориентации осей. 5. При сравнении результатов численного моделирования поперечных и продольного размеров пучка БЭП (с учетом внутрисгусткового рассеяния и импеданса) и измеренных данных (вертикальный размер измерен двухщелевым интерферометром) обнаружено некоторое их расхождение. Этот факт может быть обусловлен возмущением реальных оптических ("бета") функций ускорителя относительно модельных. В дальнейшем перед началом моделирования времени жизни следует внести значительные правки в модель накопителя, поскольку текущая модель плохо согласуется с измерениями бета-функций. Вместе с тем по совокупности полученных данных можно сделать положительный вывод о возможности использования двухщелевого интерферометра для измерения эмиттанса на БЭП и главного накопителя СКИФ. 6. Выполнено тестирование прототипа электронно-оптического диссектора системы оптической диагностики пучка бустера и главного накопителя СКИФ. Прибор создан по техническому заданию участников проекта на основе ЭОП, ранее разработанного во ВНИИА им. Духова. Измерения временного разрешения проводились на специально созданной в ИОФ РАН лазерной установке методом синхронной электронно-оптической хронографии. Диссектором зарегистрированы импульсы титан-сапфирового лазера, отраженные от двух поверхностей стеклянной пластинки. Временной интервал между максимумами, определяемый толщиной пластинки, равен 40 пикосекундам. Определено временное разрешение диссектора = 4.5 пс. Измерена зависимость временного разрешения диссектора от средней мощности светового излучения на фотокатоде, В итоге показана принципиальная возможность достижения временного разрешения в пределах единиц пикосекунд. Проектный продольный размер электронного пучка в бустере и главном накопителе СКИФ может быть измерен протестированным диссектором с точностью не хуже 10%. 7. Проведенные эксперименты на бустере БЭП и коллайдере ВЭПП-2000 с наблюдением когерентных колебаний пучка показали, что cтробированная электронно-оптическая камера Nanogate-38 может успешно применяться в экспериментах по изучению динамики пучка в ускорительной физике. 8. Спроектирован с расчетом параметров оптической схемы двухщелевой интерферометр для точного определенияя вертикального размера пучка на ВЭПП-4М. С помощью компьютерного кода физической оптики Synchrotron Radiation Workshop (SRW), получены модельные интерферограммы при разных размерах пучка. Моделирование показало хорошее согласие с теоретически ожидаемыми результатами. 9. Разработаны алгоритмы коррекции оптики ускорителей на основе орбитальных откликов. С их помощью получены полезные практические результаты (юстировка магнитов, настройка магнитной структуры, коррекция орбиты и оптических функций) в отношении ВЭПП-3, ВЭПП-4М и накопителя-охладителя ВЭПП-5. Создан и интегрирован в системы управления этих установок соответствующий программный интерфейс. 10. В результате тестирования новых оптических элементов и ПЗС-камеры на БЭП, работающих в ближнем УФ выявлено, что технология получения интерференционной картины в двухщелевой схеме является пригодной. Для полноценных экспериментов по измерению вертикального размера пучка требуется иллюминатор на выводе СИ из БЭП с более высоким коэффициентом пропускания УФ.