LHC Status: Physik (p+→ ←p+)
Energie: 6.5 TeV
max. Pakete pro Ring: 2556

Quadrupolmagnet

Funktionsprinzip

Ein Quadrupolmagnet besteht aus vier Pole, von denen jeweils zwei gegenüberliegende, gleichpolig ausgerichtet sind. Quadrupolmagnete werden in der Beschleunigerphysik eingesetzt, um den Teilchenstrahl zu fokussieren. Diese Fokussierung ist notwendig, da die Teilchen sich gegenseitig durch die Coulombkraft abstossen und früher oder später gegen die Wand der Vakuumkammer fliegen würden. Ein Quadrupolmagnet wirkt dabei in Flugrichtung immer durch zwei gegenüberliegende Pole fokussierend, während die anderen zwei Pole defokussierend wirken. Um eine radiale Fokussierung zu erreichen, werden mehrere Quadrupolmagnete, mit abwechselnder Polung, hintereinander angeordnet.



Schema mehrere Quadrupolmagnete hintereinander


Einbau eines Quadrupolsegments Quelle: CERN


Modell eines Querschnittes durch einen LHC-Quadrupolmagneten Quelle: CERN


Schema eines LHC-Quadrupolmagneten Quelle: CERN





Sextupol, Oktupol, Dekapol

Im LHC werden noch weitere Multipole eingesetzt. Der Sextupolmagnet besteht aus sechs Polen und hat die Aufgabe Teilchen zu fokussieren, die auf Grund ihrer unterschiedlichen Impulse durch den Quadrupolmagneten in Flugrichtung defokussiert wurden. Ein Sextupolmagnet ist in etwa vergleichbar mit einer "Farbkorrektur" eines optischen Systems. Multipole wie Oktupole und Dekapole erlauben weitere, feinere Fokussierungen.

Das LHC Ringsystem enthält ca. 4800 Multipolmagnete die der Flugbahnkorrektur und der Fokussierung dienen.



Strahlrohr mit einem Sextupol Quelle: CERN


Oktupole Quelle: CERN