Konzeption, Aufbau und Inbetriebnahme eines neuen Vorbeschleunigersystems an ELSA

An der Elektronen-Stretcher-Anlage ELSA des Physikalischen Instituts der Universität Bonn werden Doppelpolarisationsexperimente zur Untersuchung der Struktur der Baryonen im Rahmen des transregionalen Sonderforschungsbereichs SFB/TR 16 durchgeführt. Zukünftig sollen für diese Experimente höhere extrahierte Strahlströme bei einem gleichbleibenden Tastverhältnis zur Verfügung gestellt werden. Zu diesem Zweck soll der Strom der zu beschleunigenden Elektronen im Stretcherring von ELSA auf bis zu 200 mA erhöht werden. Zur Stromerhöhung sind jedoch Studien zu den Strahlinstabilitäten im Stretcherring notwendig. Um diese Studien möglich zu machen, wurde ein neuer Injektor konzipiert, welcher die Betriebsmöglichkeiten der Beschleunigeranlage um einen Single Bunch–Modus erweitert.Weiterhin sieht das Konzept einen Langpuls–Modus mit hohen Strömen unpolarisierter Elektronen vor, um einen hohen Injektionsstrom in den Stretcherring zu gewährleisten. Es wurde ein Injektor entwickelt, der auf Basis einer Kathode mit einer kleinen Emissionsfl äche und einem effizienten Bunching eine weitestgehend verlustfreie Beschleunigung der Elektronen im Linearbeschleuniger ermöglicht. Das in der Strahlführung folgende Energie-Kompressor-System soll die Energiebreite des Elektronenstrahls von circa 5% auf die maximal zulässige Energiebreite von 0,5% bei der Injektion ins nachfolgende Booster-Synchrotron reduzieren. Danach wird der Elektronenstrahl zur Injektion ins Synchrotron durch die Optik des Transferweges an die Akzeptanz des Synchrotrons angepasst.Wahlweise kann auch der Strahl zu einem Bestrahlungsplatz geführt werden, an dem mit einer hohen Flexibilität hinsichtlich der Eigenschaften des Elektronenstrahls Bestrahlungen durchgeführt werden können. Die prinzipielle Funktionsfähigkeit konnte im Jahre 2010 während der ersten Inbetriebnahme des neuen Vorbeschleunigersystems bis hin zum Bestrahlungsplatz gezeigt werden. Darüber hinaus gelangen erfolgreich erste Bestrahlungen von Ammoniak als Targetmaterial für das COMPASS-Experiment und von Detektorkomponenten für das MPI Halbleiterlabor München und die SILAB DEPFET-Gruppe des physikalischen Instituts der Universität Bonn. In dieser Arbeit werden der Entwurf, die Weiterentwicklung, der Aufbau und die Inbetriebnahme sowie erste Nutzerbetriebe vorgestellt

Beam and spin dynamics in the fast ramping storage ring ELSA: Concepts and measures to increase beam energy, current and polarization

The electron accelerator facility ELSA has been operated for almost 30 years serving nuclear physics experiments investigating the sub-nuclear structure of matter. Within the 12 years funding period of the collaborative research center SFB/TR 16, linearly and circularly polarized photon beams with energies up to more than 3 GeV were successfully delivered to photoproduction experiments. In order to fulfill the increasing demands on beam polarization and intensity, a comprehensive research and upgrade program has been carried out. Beam and spin dynamics have been studied theoretically and experimentally, and sophisticated new devices have been developed and installed. The improvements led to a significant increase of the available beam polarization and intensity. A further increase of beam energy seems feasible with the implementation of superconducting cavities

Beam and spin dynamics in the fast ramping storage ring ELSA: Concepts and measures to increase beam energy, current and polarization

The electron accelerator facility ELSA has been operated for almost 30 years serving nuclear physics experiments investigating the sub-nuclear structure of matter. Within the 12 years funding period of the collaborative research center SFB/TR 16, linearly and circularly polarized photon beams with energies up to more than 3 GeV were successfully delivered to photoproduction experiments. In order to fulfill the increasing demands on beam polarization and intensity, a comprehensive research and upgrade program has been carried out. Beam and spin dynamics have been studied theoretically and experimentally, and sophisticated new devices have been developed and installed. The improvements led to a significant increase of the available beam polarization and intensity. A further increase of beam energy seems feasible with the implementation of superconducting cavities

The relationship between soil properties and diversity of soil biota.

<p>Distance-based RDA triplot showing the relationship between the diversity of soil fauna (arrows) and soil properties (lines) in three study regions (colours: blue, Schorfheide-Chorin; red, Hainich-Dün; green, Schwäbische-Alb) and six land-use types (symbols). Vectors for soil properties are only shown if multiple correlation coefficients >0.4 (clay, clay content; NO₃, nitrate content; N_t, total soil nitrogen & P, plant-available phosphorous). For a legend to the symbols please refer to <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0043292#pone-0043292-g001" target="_blank">Fig. 1</a>.</p

Results of distance-based linear models testing for relationships between a) sampling location, land-use type or abiotic soil properties and soil biota abundance or diversity patterns in marginal tests that relate each predictor group individually and in sequential tests that first extracted variation from location and land-use type (R² = 0.58) and b) abiotic soil properties and abundance or diversity patterns of individual soil biota groups in sequential tests that were first fitted for location and land-use type.

<p>Results of distance-based linear models testing for relationships between a) sampling location, land-use type or abiotic soil properties and soil biota abundance or diversity patterns in marginal tests that relate each predictor group individually and in sequential tests that first extracted variation from location and land-use type (R² = 0.58) and b) abiotic soil properties and abundance or diversity patterns of individual soil biota groups in sequential tests that were first fitted for location and land-use type.</p

Variables of a) abiotic soil properties, b) soil biota abundance/biomass/concentration and c) soil biota diversity, measurement unit, data range and method.

<p>Soils are classified according to <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0043292#pone.0043292-IUSS1" target="_blank">[44]</a>, for further details see material and methods or <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0043292#pone.0043292.s001" target="_blank">supporting information S1</a>.</p><p>Classification of groups for follow-up models after obtaining a significant overall model for the relationship between abiotic soil properties and soil biota abundance:</p>1<p>bacteri.</p>2<p>total biomass of saprotrophic fungi.</p>3<p>arbuscular mycorrhizal fungi.</p>4<p>yeasts.</p>5<p>soil fauna or diversity.</p>6<p>yeasts.</p>7<p>extracellular proteins.</p>8<p>soil fauna.</p><p>Abbreviations: Acidobact. = Acidobacteria, bact. = bacteria, tot. = total.</p