Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen
Eine Einführung
Klaus Wille
Bei der Erforschung der Materie spielen seit den zwanziger Jahren dieses Jahr hunderts die Teilchenbeschleuniger eine wichtige Rolle. Sie liefern seither die für die Experimente mit Atomkernen oder Elementarteilchen erforderlichen Strahlen mit wohldefinierten Eigenschaften. Dabei sind die für diesen Zweck entwickel ten Anlagen vor allem wegen der erforderlichen sehr hohen Teilchenenergien im Laufe der Zeit immer größer geworden und haben inzwischen Dimensionen von über 10 km erreicht. Bei ringförmigen Beschleunigern für Elektronenstrahlen tritt ab Energien von einigen 10 MeV eine intensive elektromagnetische Strah lung, die Synchrotronstrahlung, auf, die wegen ihrer interessanten Eigenschaften seit etwa drei Jahrzehnten vor allem für Experimente im Festkörperbereich ge nutzt wird. Die Bedeutung dieser Synchrotronstrahlung hat inzwischen weltweit so zugenommen, daß heute viele Anlagen ausschließlich für diesen Zweck gebaut werden. Das vorliegende Buch hat sich zum Ziel gesetzt, die wichtigsten physikalischen Grundlagen der Beschleuniger in systematischer Weise zu erläutern und dabei die Aspekte der Teilchen- und Hochenergiephysik wie auch die Erzeugung der Synchrotronstrahlung zu behandeln. Es war wegen der großen Vielfalt der Be schleunigertypen und ihrer diversen Anwendungen allerdings nicht möglich, alle heute im Beschleunigerbereich wichtigen Teilaspekte hier zu behandeln. Daher wurde bewußt eine Auswahl getroffen, bei der neben den für alle Beschleuniger wichtigen Grundlagen besonders die Aspekte der Elektronenspeicherringe in den Vordergrund treten. Dieser Beschleunigertyp hat sich inzwischen sowohl in der Elementarteilchenphysik als auch zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung als außerordentlich erfolgreich erwiesen. Die Kriterien zur Optimierung für die bei den unterschiedlichen Einsätze werden ausführlich behandelt.
