Aceleradores de partículas

Soluciones de aceleración de partículas

Instrumentación para aceleradores de partículas

Impulsamos el desarrollo de aceleradores de partículas

Los aceleradores de partículasdesempeñan un papel fundamental en muchas áreas de investigación de vanguardia, que abarcan desde estudios científicos fundamentales hasta disciplinas aplicadas, como la ciencia de los materiales o la medicina. Los componentes técnicos de estos aceleradores de partículas deben cumplir con los estándares más exigentes, especialmente cuando se trata de generar señales, amplificar señales y realizar test y medidas de electrónica.

Rohde & Schwarz cuenta con más de 80 años de experienciaen generación de señales de RF de alta energía, amplificación de señales y soluciones avanzadas de test y medida. Mantenemos alianzas a largo plazodentro de la comunidad global de investigación, y ponemos nuestra competencia y nuestras soluciones líderes al servicio de laboratorios e instituciones de todo el mundo. Desde las pruebas de haz hasta el almacenamiento seguro de partículas, contamos con la experiencia necesaria para ayudarle a cumplir las elevadas exigencias de los requisitos de prueba para los aceleradores de partículas.

Pruebas de haz y monitorización del haz

Los experimentos de física de aceleradores, por ejemplo, en laboratorios de ciclotroneso de láser de electrones libres (FEL), exigen la más alta precisión en las medidas de parámetros de pulso. Así, la forma de los pulsos de RF debe monitorizarse continuamente para evitar daños en los klistrones o los dipolos magnéticos del acelerador. Estos datos deben almacenarse de forma permanente y descargarse con una alta frecuencia de actualización, una tarea sumamente compleja, sobre todo teniendo en cuenta que los FEL de última generación tienen una frecuencia de pulsos de 100 Hz.

Inyección y deflexión de partículas

La operación de recarga continua (top-up)de fuentes de luz de sincrotrón exige un proceso de inyección de partículas totalmente automatizado. Además, la incesable necesidad de aumentar la energía y la luminosidad del haz hace que la seguridad adquiera cada vez mayor importancia. Una pérdida del haz, por pequeña que sea, en cualquier parte del acelerador puede provocar problemas, como fugas de vacío o daños en los dipolos magnéticos. Estos requisitos implican cambios importantes en el sistema de controly la necesidad de un sistema de bloqueo de seguridad altamente fiable, cuya base debe ser un osciloscopio capaz de monitorizar altas frecuencias.

Para la inyección eficiente de partículas (lineal a circular) se requieren fuentes de señal de RF y de microondas con ruido de fase ultrabajo. Para ello se necesita un analizador de ruido de fase con alta sensibilidad que permita medir y monitorizar el ruido de fase. Un instrumento como este resulta también imprescindible para otras aplicaciones, como aceleración de baja pérdida, generación de haces con energía constante y la implementación de una estructura temporal de haz determinada (individual, reducida, multihaz, etc.).

Temporización síncrona de haces
Temporización síncrona de haces – Las fuentes de señal de radiofrecuencia (RF) y de microondas con ruido de fase ultrarreducido son esenciales para la operación eficiente y correcta de un acelerador de partículas. Tanto si se trata de aceleración de baja pérdida, generación de haces con energía constante, inyección eficiente (lineal a circular) o de implementar una estructura temporal de haz determinada (individual, reducida, multihaz, etc.) u otras aplicaciones, el analizador de ruido de fase R&S®FSWP brinda una sensibilidad extremadamente alta para medidas de ruido de fase y su monitorización.
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Sistema de bloqueo de seguridad de calidad del haz
Sistema de bloqueo de seguridad para la calidad del haz – Con la constante necesidad de que los haces alcancen cada vez mayor energía y luminosidad, la seguridad adquiere mayor importancia y se convierte, al mismo tiempo, en un desafío. Una pérdida del haz, por pequeña que sea, en cualquier parte del acelerador puede provocar daños como fugas de vacío o destruir uno o varios dipolos magnéticos, lo que supone costosas reparaciones y semanas de tiempo de indisponibilidad. Además, la operación de recarga continua (top-up) de fuentes de luz de sincrotrón exige un proceso de inyección totalmente automatizado. Estos requisitos implican cambios importantes en el sistema de control y la necesidad de un sistema de bloqueo de seguridad altamente fiable. El R&S®RTO es parte medular de la solución del sistema y garantiza el cumplimiento de sus requisitos de seguridad.
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Monitorización del haz central
Monitorización del haz central – Los experimentos en física de aceleradores exigen medidas de muy alta precisión de parámetros de pulso o de la fluctuación de fase entre dos señales. Por ejemplo, la forma de los pulsos de RF debe monitorizarse continuamente para evitar daños en los klistrones o los dipolos magnéticos del acelerador. Para ello es necesario captar cada pulso individual y los datos deben registrarse de forma continua —una tarea sumamente compleja, teniendo en cuenta que en los láseres de electrones libres (FEL) de última generación la frecuencia de pulsos se eleva a 100 Hz. El R&S®RTO permite adquirir y descargar formas de onda en un PC con frecuencias de hasta 100 Hz, lo que garantiza que no se perderá un solo pulso.
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Precisión y eficiencia en la transmisión y amplificación de señales de RF
Precisión y eficiencia en la transmisión y amplificación de señales de RF – Las fuentes de RF de alta potencia de hoy en día, con rangos de frecuencias de 10 kHz a 50 GHz y requisitos de potencia en el rango de 10 kW a 2 MW, se obtienen generalmente combinando una serie de tubos de vacío (tetrodos, klistrones, etc.) con transmisores y amplificadores VHF/UHF de alta potencia. Las gamas de transmisores y amplificadores de banda ancha de alta eficiencia de Rohde & Schwarz responden a estos desafíos y atienden a las demandas de máxima amplitud y estabilidad de fase, mínimo ruido de fase, eficiencia energética óptima, un tamaño compacto y un diseño modular.
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Abordar los desafíos de medida de aceleración de partículas

Construir y operar un acelerador de partículas implica toda una serie de desafíos, y para superarlos se necesita una estrecha colaboración entre físicos, ingenieros y técnicos.

Los principales desafíos de la aceleración de partículas son:

  • operación eficiente y correcta del acelerador
  • aceleración de baja pérdida
  • generación de haz con energía constante
  • inyección de partículas eficiente (lineal a circular)
  • implementación de una estructura temporal específica del haz
  • medidas precisas de parámetros de pulso o de la fluctuación de fase entre dos señales
  • mantenimiento de una alta calidad del haz

Conozca nuestras soluciones para aceleración de partículas

Rohde & Schwarz ofrece acreditadas solucionespara responder a las complejas exigencias de medida de los aceleradores de partículas. Ofrecemos asistencia para todo el ciclo de pruebas, desde la fase de desarrollo hasta la operación.

Nuestra oferta abarca instrumentación para:

  • aceleración de partículas de alta energía (p. ej. en aceleradores lineales, boosters y anillos de almacenamiento)
  • monitorización continua de la calidad del haz a altas frecuencias (100 Hz)
  • estabilización del haz
  • medidas de ruido de fase
  • optimización y adaptación de sistemas
  • desarrollo y verificación de componentes específicos de aceleradores

Productos

Analizador de ruido de fase R&S®FSWP y comprobador VCO (oscilador controlado por tensión)

Analizador de espectro y señal de alta gama y comprobador de ruido de fase en un solo equipo

Información del producto

Osciloscopio R&S®RTO6

Conjunto completo de herramientas de medida combinado con una interfaz de usuario clara y sencilla

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Amplificadores de banda ancha de R&S

Soluciones de estado sólido innovadoras y compactas con extraordinario rendimiento de RF

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Medidor de potencia R&S®NRX

La más alta precisión y velocidad de medida con niveles bajos (hasta 70 dbm)

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Osciloscopio R&S®MXO 5

Osciloscopio de última generación: un paso más hacia la perfección.

Información del producto

Ventajas de nuestras soluciones de aceleración de partículas

Rohde & Schwarz cuenta con una larga trayectoria de excelencia en soluciones de test y medida.Trabajamos con socios de investigación de todo el mundo para desarrollar las mejores soluciones para la aceleración de partículas. Nuestra red mundial de servicio y atención al cliente es también una ventaja decisiva que permite aprovechar nuestra competencia a nivel local y contar con asistencia in situ.

Decídase por nuestras soluciones si no quiere renunciar a:

  • medidas eficientes a alta velocidad
  • excelente eficiencia energética
  • alta calidad y estabilidad del haz
  • configuración y manejo sencillos
  • red de servicio con presencia en todo el mundo para asistencia continua y repuestos

Si tiene alguna pregunta, póngase en contacto con nosotros.

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Folleto: Soluciones para aceleradores de partículas

Este folleto presenta un resumen de los instrumentos, dispositivos y soluciones de Rohde & Schwarz que conforman una solución para responder a las necesidades de los aceleradores de partículas

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