U-3M plasma startup scenario sustained by gas puffing as a different plasma confinement scenario: first results

In order to reduce flux of neutrals into the plasma confinement volume, discharge start-up scenario maintained by impulse gas puffing (GP) has been proposed. Absence of constant working gas feeding in this scenario opens a possibility to reduce working gas pressure in the U-3M vacuum vessel. It was shown that the time of entire vessel filling after sharp gas puffing pulse is about 10…20 ms. In discharges with 5…6 kV on the RF generators and proposed start-up scenario, a delay between GP pulse and plasma creation was shorter than the chamber filling time. The same level of the electron density has been achieved in the discharge under consideration and conventional 5…6 kV discharge maintained by the constant gas feeding only. The Hα emission waveform in the considered discharges is similar to its waveforms in the conventional devices where the sizes of vacuum chamber and plasma are close each other.Для того, чтобы уменьшить поток нейтралов в объем удержания плазмы, был предложен сценарий разряда У-3М, поддерживаемого импульсным напуском газа. Отсутствие постоянной подачи газа в этом сценарии позволяет уменьшить давление рабочего газа в вакуумной камере У-3М. Было показано, что время заполнения вакуумной камеры У-3М после резкого импульса напуска газа составляет около 10...20 мс. В разрядах с 5...6 кВ на ВЧ-генераторах в режиме предложенного сценария напуска газа задержка между импульсом напуска и созданием плазмы была короче времени заполнения камеры. Тот же уровень плотности электронов был достигнут в рассматриваемом разряде и обычном 5...6 кВ разряде, поддерживаемом только постоянной подачей газа. Форма временной зависимости эмиссии линии Hα в рассматриваемых разрядах похожа на форму этой зависимости в обычных установках, в которых размеры плазмы и камеры близки друг к другу.Для того, щоб зменшити потік нейтралів в об’єм утримання плазми, був запропонований сценарій розряду У-3М, що підтримується імпульсним напуском газу. Відсутність постійної подачі газу в цьому сценарії дозволяє зменшити тиск робочого газу у вакуумній камері У-3М. Було показано, що час заповнення вакуумної камери У-3М після різкого імпульсу напуску газу становить близько 10...20 мс. У розрядах з 5...6 кВ на ВЧ-генераторах у режимі запропонованого сценарію напуску газу затримка між імпульсом напуску і створенням плазми була коротшою ніж час заповнення камери. Той же рівень густини електронів був досягнутий в розглянутому розряді і звичайному 5...6 кВ розряді, що підтримується тільки постійною подачею газу. Форма часової залежності емісії лінії Hα в розглянутих розрядах схожа на форму цієї залежності в звичайних установках, в яких розміри плазми і камери близькі один до одного

Dynamics of the main plasma parameters during spontaneous transition into the mode of improved confinement in torsatron U-3M

The work [1] contains discussion about the changes in plasma energy content and energy lifetime during the transition into the mode of improved confinement at RF-heating in torsatron U-3M in range of rare collision frequencies of plasma particles. It was proved, that both energy content of plasma volume and energy lifetime increase as a result of transition into the mode of improved confinement. This increase is almost in 2 times. Temporal behavior of such plasma parameters as ion and electron temperature, plasma density and average charge state of plasma ions in the modes with improved confinement are discussed and reviewed in this work.В торсатроне У-3М в режиме редких частот соударений проведены измерения энергосодержания плазмы и энергетического времени жизни. Показано, что при переходе в режим улучшенного удержания наблюдается почти двухкратное увеличение энергосодержания и энергетического времени жизни плазмы.У торсатроні У-3М в режимі рідкісних частот зіткнень проведені вимірювання енерговмісту плазми та енергетичного часу життя. Показано, що при переході в режим поліпшеного утримання спостерігається майже двократне збільшення енерговмісту та енергетичного часу життя

Diagrams for Symmetric Product Orbifolds

We develop a diagrammatic language for symmetric product orbifolds of two-dimensional conformal field theories. Correlation functions of twist operators are written as sums of diagrams: each diagram corresponds to a branched covering map from a surface where the fields are single-valued to the base sphere where twist operators are inserted. This diagrammatic language facilitates the study of the large N limit and makes more transparent the analogy between symmetric product orbifolds and free non-abelian gauge theories. We give a general algorithm to calculate the leading large N contribution to four-point correlators of twist fields.Comment: 43 pages, 19 figures, v2: references adde

Influence of movable B₄C-limiter on characteristics of RF discharge plasma in the Uragan-2M torsatron

A variant of the B₄C movable biased pumped limiter for the Uragan-2M torsatron is described. Some results of experiments with the limiter moved from the vacuum chamber wall to the central region of the plasma column in the work mode of Uragan-2M operation are reported. The effect of limiter-plasma interaction on parameters of the RF plasma discharges is discussed.Представлена удосконалена модель рухомого B₄C-лімітера торсатрону Ураган-2М. Викладені і обговорюються попередні результати, отримані в експериментах із взаємодії плазми імпульсних ВЧ-розрядів з лімітером при його русі до центральної області плазмового шнура.Представлена усовершенствованная модель подвижного B₄C-лимитера торсатрона Ураган-2М. Изложены и обсуждаются предварительные результаты, полученные в экспериментах по взаимодействию плазмы импульсных ВЧ-разрядов с лимитером при его движении к центральной области плазменного шнура

Transition to the improved confinement mode in torsatron U-3M in range of rare collision frequencies

Transition to the mode of improved plasma confinement in U-3M facility earlier was discussed in works [1-3]. In these studies discussed the various processes in the confinement volume and in the peripheral plasma that accompany the transition process. Study of plasma confinement and process of transition into the mode of improved confinement just at rare collisions between plasma particles is very important because future fusion reactor based on a toroidal magnetic trap will operate under plasma parameters with rare collision frequencies (“banana” mode). The peculiarity of experiments on torsatron U-3M is that they are conducted at small density ne ≤ 2×10^12 cm^-3 and, thereby, the frequency of collisions in the confinement area is in the "banana" mode [4]. And herewith, time of collisions is essentially smaller (up to several orders for electrons and up to the order for ions) than the lifetime of plasma particles. It ensures maxwellization of distribution function and possibility to compare the obtained results with data from other experiments. The objective of this work is to study the main regularity of transition into the mode of improved confinement. Also it is interesting to compare the results with data from other facilities

Radio-frequency plasma start-up at Uragan-3M stellarator

A double frame antenna with a broad spectrum of parallel wavenumbers (with respect to the magnetic field) is used for radio-frequency (RF) plasma production in Uragan-3M stellarator type device. The delay between the start of RF pulse and the discharge development (breakdown (delay) time) is analyzed as functions of the magnetic field strength, neutral gas pressure and anode voltage of the RF generator. The reproducibility of the RF discharges is improved by the pre-ionization by the pulse of the three-half-turn antenna preceding the main RF pulse. The pre-ionization also results in shortening of the breakdown time for the frame antenna. The Langmuir probe measurements are made with two probes located at the plasma edge near and far from the double frame antenna. The measurements give rather high edge electron temperature, about 100 eV, at the initial stage of the frame antenna discharge both near and far from the antenna. The information on the plasma build-up is also given by the Hα chord measurements.Рамочная антенна с широким спектром параллельных волновых чисел (по отношению к магнитному полю) используется для высокочастотного (ВЧ) создания плазмы в установке стеллараторного типа УРАГАН-3М. Задержка между началом ВЧ-импульса и моментом развития разряда (время (задержки) пробоя) анализируется как функции величины магнитного поля, давления нейтрального газа и анодного напряжения ВЧ-генератора. Воспроизводимость ВЧ-разрядов повышается за счёт предварительной ионизации с помощью трёхполувитковой антенны, которая запускается перед основным ВЧ-импульсом. Предварительная ионизация также приводит к уменьшению времени пробоя. Измерения температуры и плотности плазмы выполнены двумя Ленгмюровскими зондами, расположенными на краю плазмы вблизи и вдали от рамочной антенны. Измерения дают достаточно высокую температуру электронов, около 100 эВ, на начальном этапе разряда как вблизи, так и вдали от антенны. Информация о создании плазмы также дают хордовые измерения линии Hα.Рамкова антена з широким спектром паралельних хвильових чисел (по відношенню до магнітного поля) використовується для високочастотного (ВЧ) створення плазми в установці стелараторного типу УРАГАН-3М. Затримка між початком ВЧ-імпульсу і моментом розвитку розряду (час (затримки) пробою) аналізується як функції величини магнітного поля, тиску нейтрального газу і анодної напруги ВЧ-генератора. Відтворюваність ВЧ-розрядів підвищується за рахунок попередньої іонізації за допомогою тринапіввиткової антени, яка запускається перед основним ВЧ-імпульсом. Попередня іонізація також призводить до зменшення часу пробою. Вимірювання температури і густини плазми виконані двома Ленгмюрівськими зондами, розташованими на краю плазми поблизу і на віддаленні від рамкової антени. Вимірювання дають досить високу температуру електронів, близько 100 еВ, на початковому етапі розряду як поблизу, так і на віддаленні від антени. Інформацію про створення плазми також дають хордові вимірювання лінії Hα

Phi meson production in Au+Au and p+p collisions at sqrt (s)=200 GeV

We report the STAR measurement of Phi meson production in Au+Au and p+p collisions at sqrt (s)=200 GeV. Using the event mixing technique, the Phi spectra and yields are obtained at mid-rapidity for five centrality bins in Au+Au collisions and for non-singly-diffractive p+p collisions. It is found that the Phi transverse momentum distributions from Au+Au collisions are better fitted with a single-exponential while the p+p spectrum is better described by a double-exponential distribution. The measured nuclear modification factors indicate that Phi production in central Au+Au collisions is suppressed relative to peripheral collisions when scaled by the number of binary collisions. The systematics of versus centrality and the constant Phi/K- ratio versus beam species, centrality, and collision energy rule out kaon coalescence as the dominant mechanism for Phi production.Comment: 6 pages, 3 figures, submitted to Phys. Rev. Let

Azimuthal anisotropy at RHIC: the first and fourth harmonics

We report the first observations of the first harmonic (directed flow, v_1), and the fourth harmonic (v_4), in the azimuthal distribution of particles with respect to the reaction plane in Au+Au collisions at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Both measurements were done taking advantage of the large elliptic flow (v_2) generated at RHIC. From the correlation of v_2 with v_1 it is determined that v_2 is positive, or {\it in-plane}. The integrated v_4 is about a factor of 10 smaller than v_2. For the sixth (v_6) and eighth (v_8) harmonics upper limits on the magnitudes are reported.Comment: 6 pages with 3 figures, as accepted for Phys. Rev. Letters The data tables are at http://www.star.bnl.gov/central/publications/pubDetail.php?id=3

Pion, kaon, proton and anti-proton transverse momentum distributions from p+p and d+Au collisions at sNN=200\sqrt{s_{NN}} = 200 GeV

Identified mid-rapidity particle spectra of $\pi^{\pm}$, $K^{\pm}$, and $p(\bar{p})$ from 200 GeV p+p and d+Au collisions are reported. A time-of-flight detector based on multi-gap resistive plate chamber technology is used for particle identification. The particle-species dependence of the Cronin effect is observed to be significantly smaller than that at lower energies. The ratio of the nuclear modification factor ($R_{dAu}$) between protons $(p+\bar{p})$ and charged hadrons ($h$) in the transverse momentum range $1.2<{p_{T}}<3.0$ GeV/c is measured to be $1.19\pm0.05$(stat)$\pm0.03$(syst) in minimum-bias collisions and shows little centrality dependence. The yield ratio of $(p+\bar{p})/h$ in minimum-bias d+Au collisions is found to be a factor of 2 lower than that in Au+Au collisions, indicating that the Cronin effect alone is not enough to account for the relative baryon enhancement observed in heavy ion collisions at RHIC.Comment: 6 pages, 4 figures, 1 table. We extended the pion spectra from transverse momentum 1.8 GeV/c to 3. GeV/

Search for a W' boson decaying to a bottom quark and a top quark in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV

Results are presented from a search for a W' boson using a dataset corresponding to 5.0 inverse femtobarns of integrated luminosity collected during 2011 by the CMS experiment at the LHC in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV. The W' boson is modeled as a heavy W boson, but different scenarios for the couplings to fermions are considered, involving both left-handed and right-handed chiral projections of the fermions, as well as an arbitrary mixture of the two. The search is performed in the decay channel W' to t b, leading to a final state signature with a single lepton (e, mu), missing transverse energy, and jets, at least one of which is tagged as a b-jet. A W' boson that couples to fermions with the same coupling constant as the W, but to the right-handed rather than left-handed chiral projections, is excluded for masses below 1.85 TeV at the 95% confidence level. For the first time using LHC data, constraints on the W' gauge coupling for a set of left- and right-handed coupling combinations have been placed. These results represent a significant improvement over previously published limits.Comment: Submitted to Physics Letters B. Replaced with version publishe