Relativistische Elektrodynamik
Modul-Nr.
18-kb-2020
Angebotsturnus
WiSe
Lerninhalt
Grundlagen aus der Tensoranalysis (Tensorfelder, Transformationsverhalten, Invarianz, Ricci-Kalkül, kovariante Ableitung, Differentialoperatoren), Lorentztransformation, grundlegende relativistische Effekte (Zeitdilatation, Längenkontraktion, Dopplereffekt), kovariante Darstellung der Maxwellgleichungen, Induktionsgesetz aus relativistischer Sicht, Bezüge zur relativistischen Mechanik, Vierervektoren und -tensoren, elektromagnetischer Energie-Impuls-Tensor und Maxwell’scher Spannungstensor, Anwendungen der relativistischen Elektrodynamik
Hinweis
Diese Lehrveranstaltung kann anstelle der nicht mehr angebotenen Lehrveranstaltung „Beschleunigung geladener Teilchen im elektromagnetischen Feld“ besucht werden.
Aktuelles
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Radio Frequency Systems for Particle Accelerators
Modul-Nr.
18-kb-2040
Angebotsturnus
SoSe
Lerninhalt
Repetition of transmission lines and waveguides, S-parameters. RF components, RF measurements, cavities loaded with magnetically permeable materials, cavities based on classical resonators, cavity equivalent circuit, beam loading, basic terms and definitions of nonlinear dynamics, RF acceleration, longitudinal phase space, particle tracking equations, Liouville's theorem, adiabaticity, RF systems for special beam manipulations, closed-loop and open-loop control (LLRF) systems.
Aktuelles
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Projektseminar / Projektoberseminar Beschleunigertechnik
Modul-Nr.
18-kb-1020 / 18-kb-2030
Angebotsturnus
WiSe/SoSe
Lerninhalt
Bearbeitung eines komplexeren Projekts aus dem Bereich der Beschleunigertechnik. Je nach Problemstellung sind messtechnische, analytische und Simulations-Aspekte enthalten.
Hinweis
Falls Sie Interesse an dieser Veranstaltung haben, melden Sie sich bitte vor Vorlesungsbeginn in TUCaN an. An die angemeldeten Teilnehmer wird dann eine Einladung zu einem Kick-Off-Meeting in der ersten Vorlesungswoche verschickt.
Für die Teilnahme ist nach dem Kick-Off-Meeting die Anmeldung zur Prüfung in TUCaN erforderlich.
Nach Beginn der Veranstaltung sind keine weiteren Anmeldungen mehr möglich.
Die Bearbeitung erfolgt als Teamarbeit, sodass Interessent*innen sich gemeinsam für die Lehrveranstaltung anmelden und am Kick-Off-Meeting teilnehmen sollten. Typischerweise arbeiten drei Studierende gemeinsam an einem Projekt.
Aktuelles
In SoSe 2025 lautet das Thema „Vermessung einer normalleitenden Buncher-Kavität und Konzeptionierung einer Regelung“.
Das Kick-Off-Meeting wird am 22.04.2025 um 15:30 Uhr stattfinden.
Der MESA-Teilchenbeschleuniger wird zur Zeit als Teil des Exzellenzclusters „PRISMA+“ an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz aufgebaut. Es handelt sich um einen „Energy Recovery Linac“ (ERL, wörtlich: energierückgewinnender Linerabeschleuniger), eine hochmoderne Teilchenbeschleuniger-Variante, sodass MESA große Mengen Elektronen hocheffizient auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden kann. Somit wird der MESA-Beschleuniger als Werkzeug zur Untersuchung sonst nur sehr schwer messbarer Phänomene dienen können, beispielsweise zur hochpräzisen Untersuchung von Eigenschaften der elektroschwachen Wechselwirkung oder dunkler Materie.
Die Beschleunigung der geladenen Teilchen findet dabei in sogenannten „Kavitäten“ statt. Diese übertragen Energie an die vorbeifliegenden Teilchen mittels hochfrequent schwingender elektrischer Felder. Um die hohen Qualitätsanforderungen des Teilchenstrahls erreichen zu können, müssen Amplitude und Phase dieser Schwingung geregelt werden. Dabei treten Störungen unter anderem durch Rückwirkungen des Teilchenstrahls selbst auf.
Im Rahmen des Projektoberseminars Beschleunigertechnik im Sommersemester 2025 soll ein Konzept für eine solche Regelung anhand einer real existierenden Kavität erarbeitet und analysiert werden. Dafür wird in einem ersten Schritt das Verhalten der Komponente vermessen. Anschließend ist das Ziel, ein Simulationsmodell der Regelung aufzubauen, welches dieses tatsächliche Systemverhalten berücksichtigt, und es aus regelungstechnischer Perspektive zu untersuchen. Primäre Schwierigkeiten sind die hohen Güteanforderungen an die Regelung sowie die hohe Betriebsfrequenz der Kavität von 1,3 GHz bzw. 2,6 GHz.
Das Projektoberseminar bietet somit die Möglichkeit, praktische Erfahrung in einem hochaktuellen Anwendungsfeld zu sammeln. Es können Kompetenzen aus den Bereichen der Regelungs-, System- und Hochfrequenztechnik, Signalverarbeitung sowie ein Einblick in die Welt der Teilchenbeschleuniger erlangt werden. Gleichzeitig kann ein Beitrag zu aktueller Forschung geliefert werden.
Abgeschlossene Arbeiten
Eine Liste der abgeschlossenen Arbeiten finden Sie unter Studentische Arbeiten
Wissenschaftliches Arbeiten und Schreiben (ehemals Proseminar Beschleunigertechnik)
Modul-Nr.
18-kb-1001 (ehemals 18-kb-1000)
Angebotsturnus
WiSe/SoSe
Lerninhalt
Dieses Seminar vermittelt Kenntnisse, die nötig sind, um mit Fachliteratur umzugehen. Nach einer Einarbeitung in die Originalliteratur zu einem vorgegebenen Gebiet der Beschleunigertechnik erstellen die Studierenden eine Zusammenfassung einer Fachpublikation und präsentieren ihre Ergebnisse.
Aktuelles
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Abgeschlossene Arbeiten
Eine Liste der abgeschlossenen Arbeiten finden Sie unter Studentische Arbeiten
