CERN-ACC-2016-0105

123 Pages·2016·12.69 MB·English

CERN-ACC-2016-0105
EuCARD-2
Enhanced European Coordination for Accelerator Research & Development
Scientific Monograph
Vol. 38 - Wake Fields and Impedance
Calculations of LHC Collimators’ Real
Structures
Frasciello, Oscar (Universita` di Roma, Sapienza)
20 July 2016
TheEuCARD-2EnhancedEuropeanCoordinationforAcceleratorResearch&
Developmentprojectisco-fundedbythepartnersandtheEuropeanCommissionunder
Capacities7thFrameworkProgramme,GrantAgreement312453.
ThisworkispartofEuCARD-2WorkPackage1: ManagementandCommunication
(MANCOM).
TheelectronicversionofthisEuCARD-2PublicationisavailableviatheEuCARD-2website
<http://eucard2.web.cern.ch/>orontheCERNDocumentServeratthefollowingURL:
<http://cds.cern.ch/search?p=CERN-ACC-2016-0105>
CERN-ACC-2016-0105
(cid:12)(cid:31)(cid:19)(cid:18)(cid:30)(cid:0)(cid:8)(cid:30)(cid:18)(cid:31)(cid:19)(cid:25)(cid:21)(cid:26)(cid:26)(cid:29)
(cid:8)(cid:9)(cid:15)(cid:12)(cid:0)(cid:2)(cid:14)(cid:12)(cid:16)(cid:11)(cid:22)(cid:0)(cid:9)(cid:18)(cid:11)(cid:0)(cid:4)(cid:17)(cid:20)(cid:12)(cid:11)(cid:9)(cid:18)(cid:10)(cid:12)
(cid:1)(cid:9)(cid:16)(cid:10)(cid:24)(cid:16)(cid:9)(cid:23)(cid:14)(cid:19)(cid:18)(cid:22)(cid:0)(cid:19)(cid:13)(cid:0)(cid:5)(cid:3)(cid:1)
(cid:1)(cid:19)(cid:16)(cid:16)(cid:14)(cid:17)(cid:9)(cid:23)(cid:19)(cid:21)(cid:22)(cid:25)(cid:0)(cid:6)(cid:12)(cid:9)(cid:16)(cid:0)(cid:7)(cid:23)(cid:21)(cid:24)(cid:10)(cid:23)(cid:24)(cid:21)(cid:12)(cid:22)
(cid:7)(cid:20)(cid:25)(cid:32)(cid:29)(cid:30)(cid:25)(cid:18)(cid:26)(cid:0)(cid:14)(cid:21)(cid:30)(cid:25)(cid:21)(cid:31)(cid:0)(cid:29)(cid:28)(cid:0)(cid:5)(cid:6)(cid:6)(cid:7)(cid:10)(cid:7)(cid:13)(cid:5)(cid:15)(cid:12)(cid:13)(cid:0)(cid:14)(cid:6)(cid:9)(cid:7)(cid:11)(cid:6)(cid:7)
(cid:9)(cid:28)(cid:31)(cid:32)(cid:25)(cid:32)(cid:33)(cid:32)(cid:21)(cid:0)(cid:29)(cid:22)(cid:0)(cid:7)(cid:26)(cid:21)(cid:19)(cid:32)(cid:30)(cid:29)(cid:28)(cid:25)(cid:19)(cid:0)(cid:14)(cid:36)(cid:31)(cid:32)(cid:21)(cid:27)(cid:31)
(cid:17)(cid:18)(cid:30)(cid:31)(cid:18)(cid:35)(cid:0)(cid:16)(cid:28)(cid:25)(cid:34)(cid:21)(cid:30)(cid:31)(cid:25)(cid:32)(cid:36)(cid:0)(cid:29)(cid:22)(cid:0)(cid:15)(cid:21)(cid:19)(cid:24)(cid:28)(cid:29)(cid:26)(cid:29)(cid:23)(cid:36)(cid:0)(cid:37)(cid:0)(cid:17)(cid:18)(cid:30)(cid:31)(cid:18)(cid:35)(cid:0)(cid:3)(cid:1)(cid:2)(cid:4)
(cid:33)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:60)(cid:53)(cid:55)(cid:49)(cid:0)(cid:47)(cid:56)(cid:0)(cid:59)(cid:53)(cid:50)(cid:5)(cid:0)(cid:37)(cid:37)(cid:37)(cid:35)(cid:26)(cid:26)(cid:26)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:23)(cid:42)(cid:47)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:47)(cid:39)(cid:50)(cid:0)(cid:32)(cid:43)(cid:55)(cid:47)(cid:43)(cid:56)(cid:0)(cid:53)(cid:52)(cid:0)(cid:19)(cid:41)(cid:41)(cid:43)(cid:50)(cid:43)(cid:55)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:0)(cid:32)(cid:41)(cid:47)(cid:43)(cid:52)(cid:41)(cid:43)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:33)(cid:43)(cid:41)(cid:46)(cid:52)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:45)(cid:62)(cid:5)
(cid:33)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:56)(cid:43)(cid:55)(cid:47)(cid:43)(cid:56)(cid:0)(cid:47)(cid:56)(cid:0)(cid:39)(cid:56)(cid:56)(cid:53)(cid:41)(cid:47)(cid:39)(cid:57)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:60)(cid:47)(cid:57)(cid:46)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:23)(cid:34)(cid:0)(cid:24)(cid:30)(cid:14)(cid:0)(cid:23)(cid:58)(cid:21)(cid:19)(cid:31)(cid:22)(cid:9)(cid:30)(cid:55)(cid:53)(cid:48)(cid:43)(cid:41)(cid:57)(cid:0)(cid:64)(cid:0)(cid:23)(cid:52)(cid:46)(cid:39)(cid:52)(cid:41)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:23)(cid:58)(cid:55)(cid:53)(cid:54)(cid:43)(cid:39)(cid:52)(cid:0)(cid:21)(cid:53)(cid:53)(cid:55)(cid:42)(cid:47)(cid:52)(cid:39)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:0)(cid:53)(cid:44)
(cid:19)(cid:41)(cid:41)(cid:43)(cid:50)(cid:43)(cid:55)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:0)(cid:31)(cid:43)(cid:56)(cid:43)(cid:39)(cid:55)(cid:41)(cid:46)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:22)(cid:43)(cid:59)(cid:43)(cid:50)(cid:53)(cid:54)(cid:51)(cid:43)(cid:52)(cid:57)(cid:5)
(cid:33)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:24)(cid:30)(cid:14)(cid:0)(cid:23)(cid:58)(cid:21)(cid:19)(cid:31)(cid:22)(cid:9)(cid:30)(cid:55)(cid:53)(cid:48)(cid:43)(cid:41)(cid:57)(cid:0)(cid:47)(cid:56)(cid:0)(cid:41)(cid:53)(cid:53)(cid:55)(cid:42)(cid:47)(cid:52)(cid:39)(cid:57)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:40)(cid:62)(cid:0)(cid:21)(cid:23)(cid:31)(cid:28)(cid:5)(cid:0)(cid:19)(cid:42)(cid:42)(cid:47)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:39)(cid:50)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:44)(cid:53)(cid:55)(cid:51)(cid:39)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:0)(cid:39)(cid:40)(cid:53)(cid:58)(cid:57)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:23)(cid:42)(cid:47)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:47)(cid:39)(cid:50)(cid:0)(cid:32)(cid:43)(cid:55)(cid:47)(cid:43)(cid:56)(cid:0)(cid:53)(cid:52)
(cid:19)(cid:41)(cid:41)(cid:43)(cid:50)(cid:43)(cid:55)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:0)(cid:32)(cid:41)(cid:47)(cid:43)(cid:52)(cid:41)(cid:43)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:33)(cid:43)(cid:41)(cid:46)(cid:52)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:45)(cid:62)(cid:0)(cid:41)(cid:39)(cid:52)(cid:0)(cid:40)(cid:43)(cid:0)(cid:44)(cid:53)(cid:58)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:39)(cid:57)(cid:0)(cid:21)(cid:23)(cid:31)(cid:28)(cid:0)(cid:23)(cid:58)(cid:21)(cid:19)(cid:31)(cid:22)(cid:9)(cid:60)(cid:43)(cid:40)(cid:0)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:43)(cid:17)(cid:0)(cid:46)(cid:57)(cid:57)(cid:54)(cid:17)(cid:6)(cid:6)(cid:41)(cid:43)(cid:55)(cid:52)(cid:5)(cid:41)(cid:46)(cid:6)(cid:43)(cid:58)(cid:41)(cid:39)(cid:55)(cid:42)(cid:9)
(cid:1)(cid:30)(cid:58)(cid:40)(cid:50)(cid:47)(cid:41)(cid:39)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:56)(cid:3)(cid:0)(cid:20)(cid:53)(cid:53)(cid:49)(cid:50)(cid:43)(cid:57)(cid:56)(cid:2)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:39)(cid:57)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:60)(cid:43)(cid:40)(cid:0)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:43)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:36)(cid:39)(cid:55)(cid:56)(cid:39)(cid:60)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:62)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:33)(cid:43)(cid:41)(cid:46)(cid:52)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:45)(cid:62)(cid:0)(cid:30)(cid:58)(cid:40)(cid:50)(cid:47)(cid:56)(cid:46)(cid:47)(cid:52)(cid:45)(cid:0)(cid:25)(cid:53)(cid:58)(cid:56)(cid:43)(cid:17)
(cid:46)(cid:57)(cid:57)(cid:54)(cid:17)(cid:6)(cid:6)(cid:60)(cid:60)(cid:60)(cid:5)(cid:60)(cid:62)(cid:42)(cid:39)(cid:60)(cid:52)(cid:47)(cid:41)(cid:57)(cid:60)(cid:53)(cid:54)(cid:60)(cid:5)(cid:54)(cid:50)
(cid:32)(cid:43)(cid:55)(cid:47)(cid:43)(cid:56)(cid:0)(cid:23)(cid:42)(cid:47)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:56)(cid:17)
(cid:8)(cid:31)(cid:27)(cid:32)(cid:12)(cid:26)(cid:15)(cid:0)(cid:9)(cid:3)(cid:0)(cid:8)(cid:25)(cid:23)(cid:12)(cid:24)(cid:20)(cid:29)(cid:21)(cid:1)(cid:0)(cid:36)(cid:39)(cid:55)(cid:56)(cid:39)(cid:60)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:62)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:33)(cid:43)(cid:41)(cid:46)(cid:52)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:45)(cid:62)
(cid:6)(cid:12)(cid:29)(cid:26)(cid:20)(cid:32)(cid:20)(cid:25)(cid:0)(cid:10)(cid:26)(cid:16)(cid:28)(cid:16)(cid:24)(cid:12)(cid:26)(cid:1)(cid:0)(cid:21)(cid:23)(cid:31)(cid:28)
(cid:33)(cid:46)(cid:43)(cid:56)(cid:47)(cid:56)(cid:0)(cid:19)(cid:42)(cid:59)(cid:47)(cid:56)(cid:53)(cid:55)(cid:56)(cid:17)
(cid:7)(cid:26)(cid:25)(cid:17)(cid:3)(cid:0)(cid:6)(cid:12)(cid:29)(cid:26)(cid:25)(cid:0)(cid:6)(cid:20)(cid:18)(cid:22)(cid:20)(cid:25)(cid:26)(cid:12)(cid:28)(cid:20)(cid:3)(cid:0)(cid:32)(cid:39)(cid:54)(cid:47)(cid:43)(cid:52)(cid:63)(cid:39)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:39)(cid:38) (cid:42)(cid:47)(cid:0)(cid:31)(cid:53)(cid:51)(cid:39)
(cid:5)(cid:26)(cid:3)(cid:0)(cid:6)(cid:20)(cid:21)(cid:19)(cid:12)(cid:20)(cid:22)(cid:0)(cid:11)(cid:25)(cid:13)(cid:25)(cid:30)(cid:3)(cid:0)(cid:32)(cid:39)(cid:54)(cid:47)(cid:43)(cid:52)(cid:63)(cid:39)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:39)(cid:38) (cid:42)(cid:47)(cid:0)(cid:31)(cid:53)(cid:51)(cid:39)(cid:0)
(cid:21)(cid:53)(cid:4)(cid:19)(cid:42)(cid:59)(cid:47)(cid:56)(cid:53)(cid:55)(cid:17)
(cid:5)(cid:26)(cid:3)(cid:0)(cid:9)(cid:20)(cid:23)(cid:25)(cid:24)(cid:16)(cid:0)(cid:5)(cid:20)(cid:0)(cid:6)(cid:20)(cid:28)(cid:26)(cid:20)(cid:3)(cid:0)(cid:32)(cid:39)(cid:54)(cid:47)(cid:43)(cid:52)(cid:63)(cid:39)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:39)(cid:38) (cid:42)(cid:47)(cid:0)(cid:31)(cid:53)(cid:51)(cid:39)
(cid:21)(cid:53)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:0)(cid:42)(cid:43)(cid:56)(cid:47)(cid:45)(cid:52)
(cid:5)(cid:12)(cid:24)(cid:29)(cid:28)(cid:12)(cid:0)(cid:4)(cid:32)(cid:29)(cid:15)(cid:16)(cid:21)(cid:2)(cid:7)(cid:29)(cid:14)(cid:19)(cid:12)(cid:22)(cid:27)(cid:21)(cid:12)
(cid:20)(cid:43)(cid:39)(cid:51)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:42)(cid:58)(cid:41)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:43)(cid:44)(cid:44)(cid:43)(cid:41)(cid:57)(cid:56)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:0)(cid:27)(cid:25)(cid:21)(cid:0)(cid:31)(cid:58)(cid:52)(cid:0)(cid:26)(cid:0)(cid:33)(cid:21)(cid:32)(cid:6)(cid:33)(cid:21)(cid:33)(cid:0)(cid:41)(cid:53)(cid:50)(cid:50)(cid:47)(cid:51)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:5)(cid:0)(cid:29)(cid:52)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:50)(cid:43)(cid:44)(cid:57)(cid:3)(cid:0)(cid:51)(cid:39)(cid:45)(cid:52)(cid:43)(cid:57)(cid:47)(cid:41)(cid:0)(cid:44)(cid:47)(cid:43)(cid:50)(cid:42)(cid:0)(cid:54)(cid:55)(cid:53)(cid:54)(cid:39)(cid:45)(cid:39)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:56)(cid:47)(cid:42)(cid:43)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)
(cid:41)(cid:53)(cid:50)(cid:50)(cid:47)(cid:51)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:5)(cid:0)(cid:21)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:58)(cid:55)(cid:56)(cid:0)(cid:42)(cid:53)(cid:0)(cid:56)(cid:46)(cid:53)(cid:60)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:55)(cid:43)(cid:50)(cid:39)(cid:57)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:0)(cid:51)(cid:39)(cid:45)(cid:52)(cid:47)(cid:57)(cid:58)(cid:42)(cid:43)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:25)(cid:3)(cid:0)(cid:60)(cid:47)(cid:57)(cid:46)(cid:0)(cid:60)(cid:46)(cid:47)(cid:57)(cid:43)(cid:0)(cid:41)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:58)(cid:55)(cid:0)(cid:56)(cid:43)(cid:57)(cid:0)(cid:39)(cid:57)(cid:0)(cid:8)(cid:6)(cid:11)(cid:7)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:51)(cid:39)(cid:61)(cid:47)(cid:51)(cid:58)(cid:51)(cid:0)(cid:59)(cid:39)(cid:50)(cid:58)(cid:43)
(cid:47)(cid:52)(cid:0)(cid:42)(cid:39)(cid:55)(cid:49)(cid:0)(cid:55)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:1)(cid:41)(cid:53)(cid:58)(cid:55)(cid:57)(cid:43)(cid:56)(cid:62)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:36)(cid:5)(cid:0)(cid:20)(cid:55)(cid:58)(cid:52)(cid:56)(cid:2)(cid:5)(cid:0)(cid:29)(cid:52)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:55)(cid:47)(cid:45)(cid:46)(cid:57)(cid:3)(cid:0)(cid:50)(cid:53)(cid:52)(cid:45)(cid:47)(cid:57)(cid:58)(cid:42)(cid:47)(cid:52)(cid:39)(cid:50)(cid:0)(cid:60)(cid:39)(cid:49)(cid:43)(cid:0)(cid:54)(cid:53)(cid:57)(cid:43)(cid:52)(cid:57)(cid:47)(cid:39)(cid:50)(cid:0)(cid:44)(cid:53)(cid:55)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:41)(cid:53)(cid:50)(cid:50)(cid:47)(cid:51)(cid:39)(cid:57)(cid:53)(cid:55)(cid:0)(cid:60)(cid:47)(cid:57)(cid:46)(cid:0)(cid:9)(cid:7)(cid:0)(cid:51)(cid:51)
(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:46)(cid:39)(cid:50)(cid:44)(cid:0)(cid:45)(cid:39)(cid:54)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:9)(cid:0)(cid:51)(cid:51)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:40)(cid:58)(cid:52)(cid:41)(cid:46)(cid:0)(cid:50)(cid:43)(cid:52)(cid:45)(cid:57)(cid:46)(cid:3)(cid:0)(cid:39)(cid:56)(cid:0)(cid:42)(cid:43)(cid:56)(cid:41)(cid:55)(cid:47)(cid:40)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:47)(cid:52)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:57)(cid:43)(cid:61)(cid:57)(cid:0)(cid:1)(cid:24)(cid:47)(cid:45)(cid:5)(cid:0)(cid:10)(cid:5)(cid:14)(cid:2)
(cid:65)(cid:21)(cid:53)(cid:54)(cid:62)(cid:55)(cid:47)(cid:45)(cid:46)(cid:57)(cid:0)(cid:40)(cid:62)(cid:0)(cid:29)(cid:56)(cid:41)(cid:39)(cid:55)(cid:0)(cid:24)(cid:55)(cid:39)(cid:56)(cid:41)(cid:47)(cid:43)(cid:50)(cid:50)(cid:53)(cid:3)(cid:0)(cid:36)(cid:39)(cid:55)(cid:56)(cid:63)(cid:39)(cid:60)(cid:39)(cid:0)(cid:9)(cid:7)(cid:8)(cid:13)
(cid:10)(cid:12)(cid:9)(cid:11)(cid:0)(cid:8)(cid:6)(cid:7)(cid:1)(cid:7)(cid:3)(cid:1)(cid:6)(cid:7)(cid:2)(cid:4)(cid:1)(cid:5)(cid:3)(cid:8)(cid:1)(cid:4)
(cid:26)(cid:52)(cid:57)(cid:43)(cid:55)(cid:52)(cid:43)(cid:57)(cid:0)(cid:40)(cid:53)(cid:53)(cid:49)(cid:56)(cid:46)(cid:53)(cid:54)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:57)(cid:46)(cid:43)(cid:0)(cid:36)(cid:39)(cid:55)(cid:56)(cid:39)(cid:60)(cid:0)(cid:34)(cid:52)(cid:47)(cid:59)(cid:43)(cid:55)(cid:56)(cid:47)(cid:57)(cid:62)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:0)(cid:33)(cid:43)(cid:41)(cid:46)(cid:52)(cid:53)(cid:50)(cid:53)(cid:45)(cid:62)(cid:0)(cid:30)(cid:58)(cid:40)(cid:50)(cid:47)(cid:56)(cid:46)(cid:47)(cid:52)(cid:45)(cid:0)(cid:25)(cid:53)(cid:58)(cid:56)(cid:43)(cid:0)(cid:1)(cid:29)(cid:36)(cid:30)(cid:36)(cid:2)(cid:17)
(cid:46)(cid:57)(cid:57)(cid:54)(cid:17)(cid:6)(cid:6)(cid:60)(cid:60)(cid:60)(cid:5)(cid:60)(cid:62)(cid:42)(cid:39)(cid:60)(cid:52)(cid:47)(cid:41)(cid:57)(cid:60)(cid:53)(cid:54)(cid:60)(cid:5)(cid:54)(cid:50)(cid:18)(cid:0)(cid:43)(cid:4)(cid:51)(cid:39)(cid:47)(cid:50)(cid:17)(cid:0)(cid:53)(cid:44)(cid:47)(cid:41)(cid:62)(cid:52)(cid:39)(cid:0)(cid:60)(cid:54)(cid:60)(cid:5)(cid:54)(cid:60)(cid:5)(cid:43)(cid:42)(cid:58)(cid:5)(cid:54)(cid:50)
(cid:54)(cid:46)(cid:53)(cid:52)(cid:43)(cid:0)(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:9)(cid:9)(cid:4)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:4)(cid:14)(cid:12)(cid:4)(cid:7)(cid:10)(cid:18)(cid:0)(cid:44)(cid:39)(cid:61)(cid:0)(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:9)(cid:9)(cid:4)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:4)(cid:14)(cid:7)(cid:4)(cid:13)(cid:7)
(cid:30)(cid:55)(cid:47)(cid:52)(cid:57)(cid:43)(cid:42)(cid:0)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:40)(cid:53)(cid:58)(cid:52)(cid:42)(cid:0)(cid:40)(cid:62)(cid:0)(cid:29)(cid:36)(cid:30)(cid:36)(cid:3)
(cid:58)(cid:50)(cid:5)(cid:0)(cid:30)(cid:53)(cid:50)(cid:52)(cid:39)(cid:0)(cid:12)(cid:7)(cid:3)(cid:0)(cid:7)(cid:7)(cid:4)(cid:13)(cid:11)(cid:11)(cid:0)(cid:36)(cid:39)(cid:55)(cid:56)(cid:63)(cid:39)(cid:60)(cid:39)(cid:3)(cid:0)(cid:30)(cid:53)(cid:50)(cid:39)(cid:52)(cid:42)(cid:3)(cid:0)(cid:54)(cid:46)(cid:53)(cid:52)(cid:43)(cid:0)(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:9)(cid:9)(cid:4)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:4)(cid:12)(cid:12)(cid:4)(cid:16)(cid:10)(cid:3)(cid:0)(cid:8)(cid:56)(cid:57)(cid:43)(cid:42)(cid:47)(cid:57)(cid:47)(cid:53)(cid:52)(cid:3)(cid:0)(cid:53)(cid:55)(cid:42)(cid:43)(cid:55)(cid:0)(cid:52)(cid:53)(cid:0)(cid:8)(cid:16)(cid:15)(cid:6)(cid:9)(cid:7)(cid:8)(cid:13)
Wake fields and impedance calculations of
LHC collimators’ real structures
Dipartimento di Fisica
Dottorato di Ricerca in Fisica degli Acceleratori – XXVIII Ciclo
Candidate
Oscar Frasciello
ID number 1224545
Thesis Advisors Co-Advisor
Prof. Mauro Migliorati Dr. Simone Di Mitri
Dr. Mikhail Zobov
A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements
for the degree of Doctor of Philosophy in Accelerator Physics
October 2015

i
Wake fields and impedance calculations of LHC collimators’ real structures
Ph.D.thesis. Sapienza–UniversityofRome
©2015OscarFrasciello. Allrightsreserved
ThisthesishasbeentypesetbyLATEXandtheSapthesisclass.
Author’semail: [email protected]
ii
To Lucia and Federico, for their conscious and unconscious patience...
iii
Acknowledgments
When I started working on the subject of wake fields and impedances in particle
accelerators,IdidnotknowanythingabouthowsomethingthatIalwaysascribedonly
totheOhm’slawcouldbeofsuchaconcerninparticle’sworld. NorthatsomethingI
alwaysthoughttobefullyrevealedanddescribedwithsuperbclaritybyJ.C.Maxwell,
almost two centuries ago, could be of such an impressive and latest developments.
Not even I ever thought to have the great chance and honour to work for two
prestigious and world renowned scientific institutions, the Italian National Institute
forNuclearPhysics,NationalLaboratoriesofFrascati(INFN-LNF)andtheEuropean
Center for Nuclear Physics (CERN), in Geneva. Despite the gratification, however,
it was a hard challenge.
I owe to all those people who I encountered along the way, for their support and
their contribution to my present experience.
Thanks to Mikhail Zobov, who has followed me as the principal supervisor of
this PhD work, throughout the open up mysteries of wake fields and the stimulating
requirements of the HiLumi LHC project. To Mauro Migliorati and Simone Di Mitri,
for their careful support and the useful discussions. Thanks also to David Alesini
and Sandro Tomassini for their help, as well as to Alessandro Gallo, who let me
resonate guitar strings apart from electromagnetic fields. Thanks to Andrea Ghigo,
as the head of the LNF Accelerator Division, for having given me the opportunity to
start working in the field of Accelerator Physics and, thus, instilled the beginning of
this work.
I am thankful to the CERN collegues Elias Metral, Benoit Salvant, Nicolas
Mounet, Alexej Grudiev, Nicolò Biancacci and Luca Gentini. Thanks for the many
informationsshared,forthemanydiscussions,forthesupportandforhavinglistened
to me during the many meetings at CERN and around the world.
I devote special thanks to Warner Bruns, for his invaluable support, every time a
stuck, a bug or an “oops!” revealed their harmful potential.
Kind thoughts of gratitude are addressed to Adolfo Esposito, Maurizio Pelliccioni
and Fiorello Martire, for their authentic friendship and the chance they gave me to
look forward into the future, once again, with passion. Among neutrons, photons
and all other charged particles, there is also the need to protect ourselves from fast
meals and lonely cigarettes. Thanks to Tiziano Ferro, for his presence and straight
friendship.
To you, being always with me even if we never find a way to meet, so far but so
brotherly close to each other, what loving does really mean...grazie Compare!
Thanks to my large family, no words are needed to explain why.
Thanks to life, for having opened up the real beauty to my eyes and inspired the
dedication of this work, day by day.
This work was supported by HiLumi LHC Design Study, which is included in
the High Luminosity LHC project and is partly funded by the European Commission
withintheFrameworkProgramme7CapacitiesSpecificProgramme,GrantAgreement
284404.
iv
Eppurtividinascere,
alchiarorediunsolesbiadito
inuntimidoautunno.
Remissivisifecerdaparte,
lasciandoilcieloobnubilato
eanèlopelsuoalbore,
alfulgordeigiorninostri.
Ditalbellezzacicommovemmo,
dimagnificapienezza
tuoidevoti
ciiniziastiavivere.
OscarFrasciello
v
Abstract
The Large Hadron Collider (LHC) hosted at CERN, the European Organization for
Nuclear Research in Geneva, Switzerland, is the world’s largest particle accelerator.
With a circumference of 27 km, it can bring proton beams into collitions at a centre
of mass energy of 14 TeV. It has been conceived and built to let scientific research
to explore the high energy physics frontiers, keeping collision events at a design
luminiosity of 1034 cm 2s 1.
− −
Beyond this goal challenging in itself, the High Luminosity LHC (HiLumi-LHC)
project aims at increasing the LHC luminosity by an order of magnitude and one of
the key ingredients to achieve that is to increase beam intensity. In order to keep
beam instabilities under control and to avoid excessive power losses a careful design
of new vacuum chamber components and continuous update and improvement of
the LHC impedance model are required.
Collimators are among the major impedance contributors. During LHC Run I,
measurements with beam have revealed that the betatron coherent tune shifts were
higher by about a factor of 2 with respect to the theoretical predictions based on
the impedance model up to 2012. In that model the resistive wall impedance was
considered as the dominating impedance contribution for collimators. By means of
GdfidLelectromagneticcodesimulations,thegeometricimpedanceofsecondaryand
tertiary (TCS/TCT) collimators’ real structures (i.e. not simplified) was calculated,
contributing to the update of the LHC impedance model. This resulted also in a
better agreement between the measured and simulated betatron tune shifts.
During the LHC Long Shutdown I (LS I), some of the Run I TCS and TCT
collimatorswerereplacedbynewdevices,embeddingBeamPositionMonitor(BPM)
pick-upbuttonsinthetaperingregions, inordertoprovideaccurate andcontinuous
measurements of the beam centres, and ferrite blocks for the damping of the Higher
Order Modes (HOMs) trapped in the collimators’ structure.
The injection collimators (TDI) are undergoing a substantial design review and
upgrade study stage, as part of the whole LHC injection protection system upgrade
foreseentobefinishedintheLHCLSII(2018-2019). Measurementsperformedduring
LHC Run I have shown that the presently installed TDIs contribute significantly
to both longitudinal and transverse impedance, determining beam induced heating
and high vacuum pressure that affected background of experiments. In the view of
higher intensities planned for the Run III and HiLumi-LHC operations, all these
impedance related issues have to be minimized.
The aim of this work was to perform accurate simulations of collimators’
impedance, which has become very important and challenging. Accurate does
meanascloseaspossibletotherealconditions. Thus,inordertoaffordsuchatask,
the huge collimators’ CAD designs were used as input into GdfidL code. Besides,
several dedicated tests have been performed to verify correct simulations of lossy
dispersivematerialproperties,suchasresistivewallandferrites,benchmarkingcode
results with analytical, semi-analytical and other numerical codes outcomes. The
results of the collimators wake fields and impedances calculations, together with
their comparison with experimental measurements are shown and discussed.