Incidenza con distribuzione angolare compresa in un cono

In questo paragrafo verranno illustrati i risultati ottenuti con un fascio incidente di protoni caratterizzato da una distribuzione in angolo compresa in un cono di   

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 Prima Prova

La prove seguente viene effettuata con un lattice identico all’ultima prova del caso precedente, schematizzato in Figura III-26.

Figura III-26 - Schematizzazione del lattice utilizzato nella prima simulazione con incidenza obliqua.

andamento è infatti molto meno regolare che in tutti i casi di incidenza normale:

Figura III-28 - Tracce dei protoni con incidenza obliqua sul piano yz

Per quanto riguarda gli spettri, si osserva, in Figura III-29, Figura III-30 e Figura III-31:

Figura III-29 - Spettri energetici in ingresso (blu) e in uscita (rosso) dallo spettrometro

Figura III-30 - Spettro in angolo in ingresso (blu) e in uscita (rosso) dallo spettrometro.

Figura III-31 - Spettro in spostamento in ingresso (blu) e in uscita (rosso) dallo spettrometro.

Le differenze più nette si notano nell’andamento dello spettro in angolo in cui è chiaro che la direzione di ingresso nello spettrometro è distribuita su un intervallo di   ₀ ; in termini di spettri energetici e in spostamento la situazione resta piuttosto simile al caso di distribuzione angolare non limitata ad un cono, solo un po’ meno “ordinata”, come era facile prevedere. Si riportano infine gli andamenti di Emittanza e Sigma del picco:

Figura III-32 - Andamento delle due componenti dell'Emittanza relativa al picco in uscita dallo spettrometro.

Figura III-33 - Andamento delle due componenti della Sigma relativa al picco in uscita dallo spettrometro.

È utile riportare, per questo caso particolare, un plot che illustra l’evoluzione temporale di tutti i protoni della simulazione, riportando sia gli spostamenti che i valori di energia, contraddistinti da una scala cromatica:

Dal momento che in questo grafico vengono riportati tutti i protoni che partecipano alla simulazione, vale a dire tutti quelli in uscita dalla simulazione PIC aventi energia minima 10 MeV, differentemente da quanto accade visualizzando i grafici delle tracce, fortemente sottocampionati, è molto facile vedere anche i protoni di energia superiore a quella selezionata.

Conclusioni

I risultati ottenuti, e sopra illustrati, con l’applicazione del codice di calcolo PROPAGA costituiscono una base di simulazione numerica per il dimensionamento di uno spettrometro Thomson utile per la caratterizzazione di un fascio di protoni accelerati otticamente.

In base a quanto osservato, uno spettrometro realizzato con le specifiche adottate in fase di simulazione sarà in grado di effettuare la selezione di un picco di protoni centrati intorno ai 30 MeV, caratterizzato oltretutto da una discreta qualità.

Ci si aspetta di continuare il lavoro con l’acquisto della componentistica necessaria all’assemblaggio del dispositivo che, una volta pronto per l’utilizzo, sarà testato nei laboratori FLAME della sede INFN di Frascati quando la struttura sarà di nuovo pienamente operativa, con grande probabilità nell’Ottobre 2013; la realizzazione dello spettrometro è un passo importante nell’evoluzione dell’esperimento LILIA, permettendo esso di ottenere un fascio protonico di energie adatte ad uno studio di approfondimento sulla tecnica di accelerazione ottica di ioni, in termini di diagnostica del fascio, realizzazione delle targhette, e acquisizione di esperienza che può portare la struttura FLAME a giocare un ruolo fondamentale, come installazione di prova su piccole scale, nell’ambito della ricerca su questa modalità di accelerazione ionica.

Il procedere dello studio di questa tecnica può modificare radicalmente le tecnologie odierne che fanno uso di fasci di particelle cariche, avendo la possibilità di fornire, si spera in un futuro prossimo, fasci con le stesse caratteristiche di acceleratori tradizionali ma con ingombri e oneri realizzativi enormemente minori.

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