CLIC (kompakt dogrusal çarpıstırıcı) demet taşınım hattında polarizasyon çalışması

Abstract

Doğrusal çarpıştırıcılarda polarize demetlerin çarpıştırılmasıyla çarpışma noktasında elde edilen parçacıkların üretim oranları, polarize olmayan demetlerin kullanıldığı çarpıştırıcılara göre iki ya da üç kat arttırılmaktadır. Böylece çarpışmalarda elde edilen etkin ışınlılık değeri yükseltilmektedir. Bu sebeple Kompakt Doğrusal Çarpıştırıcı (CLIC)' sının 3 TeV' lik kütle merkezi enerjisinde çarpışma noktasında 80%' lik bir elektron demeti polarizasyonu ile çalışması planlanmaktadır.Bu tez kapsamında, elektron demetini yüksek enerjili doğrusal hızlandırıcıların çıkışından, istenilen CLIC demet boyutlarına ve hedeflenen ışınlılık değerine ulaştırarak iletilmesini ve onların çarpışma bölgesine taşınmasını sağlayan Demet Taşınım Hattı (BDS) boyunca ilerleyen elektron demetinin polarizasyon dağılımı BMAD programı yardımı ile detaylı bir şekilde incelenmiştir. BDS boyunca ilerleyen elektron demetinin spin takibinin tam anlamıyla anlaşılması, çarpışma noktasında ne kadar hassasiyette bir boyuna polarizasyon değerinin olacağını tahmin etmek için oldukça önemli olmaktadır. CLIC için de çarpışma noktasında 80%' lik boyuna polarizasyon ölçümü için öngörülen hassasiyet 0.1% olarak beklenmektedir. Bu sebeple de CLIC elektron demetine ve BDS boyunca sıralanan farklı demet hattı elemanlarına uygulanan yanlış hizalamalar ile çarpışma noktasında elde edilmek istenen 80%' lik polarizasyon değerinin ve öngörülen polarizasyon hassasiyetinin nasıl etkilendiği BMAD programı yardımıyla kapsamlı şekilde elde edilmiştir.

The scaling factors of particles obtained at the interaction point by collision of polarized beams in linear colliders are increased by two or three times compared to colliders using non-polarized beams. Thus, the effective luminosity value obtained in collisions is increased. For this reason, it is planned that the Compact Linear Collider (CLIC) will operate with an electron beam polarization of 80% at the collision point of 3 TeV center of mass energy.Within the scope of this thesis, the polarization distribution of the electron beam travelling along the Beam Delivery System (BDS), which transports the electron-positron beams from the exit of the high energy linacs, focusing them to the sizes required to meet the CLIC luminosity goals and bringing them into collision, has been studied in detail with the BMAD program. A detailed understanding of the spin transport of electron beam in the BDS is mandatory to estimate how precise the longitudinal polarization at the interaction point. For CLIC, the envisaged precision for longitudinal polarization measurement of 80% at the collision point is expected to be 0.1%. For this reason, offsets have been applied to the CLIC electron beam and the different beamline elements aligned along the BDS. The effect of the 80% polarization value desired to be obtained at the collision point and the predicted polarization sensitivity was comprehensively obtained by means of the BMAD program.