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CARTOGRAPHIE MAGNETIQUE DES QUADRIPOLES DES SPECTROMETRES A HAUTE RESOLUTION DU THOMAS JEFFERSON NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY, HALL A. (Le Projet Q.M.M : Quadrupole Magnetic Measurement)
QUEMENER G.
Thèses. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II (19/12/1997), Fonvieille Hélène (Dir.)
[oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00007806] - http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007806
CARTOGRAPHIE MAGNETIQUE DES QUADRIPOLES DES SPECTROMETRES A HAUTE RESOLUTION DU THOMAS JEFFERSON NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY, HALL A. (Le Projet Q.M.M : Quadrupole Magnetic Measurement)
Gilles QUEMENER1
1 :  LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire [Clermont-Ferrand]
http://clrwww.in2p3.fr/
CNRS : UMR6533 – IN2P3 – Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II
Campus des Cézeaux 24, avenue des Landais BP 80026 63171 Aubière Cedex
France
Magnetic mapping of the HRS quadrupoles of the Thomas Jefferson Laboratory, Hall A. (Q.M.M. Project : Quadrupole Magnetic Measurement)
Thèses
19/12/1997
Cette thèse décrit les mesures magnétiques réalisées sur les quadripoles supraconducteurs équipant les spectromètres à haute résolution (HRS) de TJNAF, Hall A (USA), caractérisés par une résolution sigma p/p= 10 -4 pour p <4 GeV.c-1. Une méthode originale basée sur une sonde tournante multibobines a été développée. A partir d'une mesure de variation de flux dans les bobines tournantes et d'une modélisation précise des quadripoles, on détermine le champ magnétique en tout point. La procédure fait appel au formalisme du champ 3D, solution de l'équation de Laplace sous forme d'un développement en série de Fourier-Bessel. Le mémoire présente la méthode QMM, puis l'instrumentation qui consiste en deux sondes tournantes de longueur 1.6 m et 3.2 m, construites pour cartographier les 3 quadripoles Q1, Q2, Q3. Les données sont analysées en série de Fourier. La cartographie a eu lieu in situ sur le bras Electron en 1996. On présente un premier ensemble de résultats de type intégral, parmi lesquels les propriétés du cycle d'excitation des aimants (saturation, hystéresis). Un deuxième ensemble de résultats de type champ local mène à la fabrication des cartes de champ 3D. Après corrections appliquées aux données, la précision obtenue est de l'ordre de 5 Gauss sur chacune des trois composantes du champ local, soit 5.10-4 en relatif par rapport au champ central des quadripoles. On présente les premiers résultats sur l'optique magnétique des spectromètres, obtenus en utilisant les cartes de champ QMM et le logiciel SNAKE de suivi de trajectoires.
This thesis describes the magnetic measurements that have been performed on the superconducting quadrupoles of the High Resolution Spectrometers of TJNAF, Hall A (USA), which are deisgned to measure particle momentum up to 4 GeV/c with a $\sigma p/p= 10-4 resolution. The mapping method is based on rotating coil technique, the originality being a segmentation of the probe along the quad axis. Together with an accurate magnet modelisation, the measurement of flux variations through the set of rotating coils allows to determine the magnetic field at each point. We use the 3D field formalism, i.e. the Fourier-Bessel expansion of the field obtained by solving the Lapace equation. We describe the QMM method and then the apparatus consisting in two probes of length 1.6 m and 3.2 m built to map the three quadrupoles Q1, Q2, Q3. Data processing uses Fourier analysis. The mapping of the Electron Arm took place on site in 1996. A first set of results concerns integral measurements, including the properties of excitation cycle of the magnets (saturation and hysteresis). A second set of results in terms of local field yields the 3D field maps of the quadrupoles. After having applied corrections to the data, we obtain a local field accuracy of 5 Gauss on each component, i.e. an uncertainty of 5.10-4 relative to the quadrupole central field. We use SNAKE raytracing code with the implementation of QMM field maps and obtain preliminary results on HRS optics.
Sciences de l'ingénieur/Autre
Physique/Physique Nucléaire Théorique
Physique/Physique
Physique/Physique des Hautes Energies - Expérience
Physique/Physique Nucléaire Expérimentale
Physique/Physique/Instrumentations et Détecteurs

Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II
http://www.jlab.org/~quemener/allevr/these.html
PCCF T 9709; DU 978, PCCF T 9709, EDSF 169
Français

Fonvieille Hélène
helene@clermont.in2p3.fr

champ magnétique – flux magnétique – spectromètre magnétique – aimants supraconducteurs – quadripoles – bobine tournante – voltmètre intégrateur – analyse de Fourier – fonctions de Bessel
magnetic field, magnetic flux, magnetic spectrometer, superconducting magnet, quadrupole, rotating coil, integrator voltmeter, Fourrier analysis, Bessel function
chef du projet Q.M.M. : P. Vernin (CEA/DAPNIA/SPhN Saclay)
19/12/1997
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II
Fonvieille Hélène
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