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Kurier - Mitteilungen von und für Mitarbeitende
Ausgabe: 38-2018 | 17.09. - 23.09.
Nachrichten
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Erster Oktant des Jochs des PANDA Solenoid-Magneten fertiggestellt
Der erste Oktant des Jochs des Solenoid-Magneten für das PANDA Experiment wurde bei Sibelectrotherm, Novosibirsk, einem Subunternehmer des Budker Institute of Nuclear Physics, fertiggestellt. Das Joch wird aus 8 Zylindersegmenten, vier Türen und einer Trägerplattform mit Rahmen bestehen. Es wird ca. 6mx5mx8m groß sein und etwa 360 t wiegen. In PANDA wird es dazu dienen, den magnetischen Fluss des supraleitenden 2 Tesla Solenoid-Magneten zurückzuführen und als Absorber bei der Detektion von Myonen zu fungieren. Die Installation bei FAIR soll Ende 2021 beginnen.
Auf dem Photo vlnr: Denis Fadeev, Leiter der Quality Control Group am BINP; Evgeniy Pyata, BINP, PANDA Solenoid Projektleiter; Jost Lühning, GSI, ltd. PANDA Ingenieur; Lars Schmitt, FAIR/GSI, Technischer Koordinator von PANDA; Victor Kravchenko, stellv. Direktor von Sibelectrotherm. Alle Photos: L. Schmitt
On the photo from left to right: Denis Fadeev, head of BINP quality control group; Evgeniy Pyata, BINP, PANDA Solenoid project leader; Jost Lühning, GSI, PANDA Lead Engineer; Lars Schmitt, FAIR/GSI, PANDA Technical Coordinator; Victor Kravchenko, Sibelectrotherm deputy director. All photos: L. Schmitt
First octant of PANDA Solenoid Magnet yoke complete
The first octant of the yoke of the solenoid magnet for the PANDA experiment is completed at Sibelectrotherm, Novosibirsk, sub-contractor of Budker Institute of Nuclear Physics. The yoke will consist of an 8-piece barrel, four doors and a support platform with holding frame. It will be approx 6mx5mx8m large and the total weight will be about 360 t. In PANDA it will serve as flux return of the 2 Tesla superconducting solenoid magnet and as absorber for the detection of muons. Installation at FAIR is planned to start at the end of 2021.
L. Schmitt
"Euroschool on Exotic Beams" feiert 25-jähriges Jubiläum
Die diesjährigen Euroschool-Teilnehmer. Foto: Filip Van Loock
Seit einem Vierteljahrhundert ist die "Euroschool on Exotic Beams" Treffpunkt für Graduierte, Doktoranden und junge Postdoktoranden. Durch hochrangige Sprecher, gute Themenwahl und attraktive Vorträge ist die Schule bestens dafür geeignet, wissenschaftlichen Nachwuchs auf Forschungsarbeiten, wie z.B. bei GSI und FAIR, vorzubereiten. Die Jubiläumsveranstaltung Ende August 2018 wurde in an der Universität in Löwen (KU-Leuven) in Belgien mit einem Festsymposium gefeiert. Dabei wurden Vorträge von internationalen Experten der Kernphysik gehalten, um die Fortschritte der letzten Jahrzehnte Revue passieren zu lassen. Viele der Referenten waren Teilnehmer oder Dozenten früherer Euroschool-Veranstaltungen.
Das Festsymposium war eingebettet in die Euroschool-Woche 2018, die vom 26. August bis 1. September in Löwen stattfindet. Die Schule behandelt allgemeine Themen zur Physik exotischer Kerne, experimentelle und theoretische Untersuchungen der Kernstruktur und Reaktionsdynamik, Kernastrophysik, Superschwere-Elemente-Forschung und interdisziplinäre Anwendungen in Medizin, Energiegewinnung und Gesellschaft.
Mehr Informationen finden Sie auf unserer Webseite.
"Euroschool on Exotic Beams" celebrates 25th anniversary
The "Euroschool on Exotic Beams" has been a meeting place for graduates, doctoral students and young postdocs for a quarter of a century. Through high-ranked speakers, a good choice of relevant topics and attractive lectures, the school is ideally suited to prepare young scientists for their research work, e.g. at GSI and FAIR. The anniversary event at the end of August 2018 was celebrated at the University of Leuven in Belgium with a special symposium. Lectures were given by international experts in nuclear physics to review the progress made in recent decades. Many of the speakers were participants or lecturers of former Euroschool events.
The special symposium was embedded in the Euroschool week 2018, which took place in Leuven from August 26th to September 1st. The school covers general topics in physics of exotic nuclei, experimental and theoretical studies of nuclear structure and reaction dynamics, nuclear astrophysics, research on superheavy elements and interdisciplinary applications in medicine, energy and society.
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Öffentlichkeitsarbeit
Rauschunterdrückung und Daten-Komprimierung von Vektorfeldern
In Teilchen-Beschleunigern oder Elektronen-Mikroskopen wird die Bahn einzelner Teilchen durch die elektromagnetischen Felder im Strahlrohr vorgegeben. Die Qualität der Felder bestimmt maßgeblich die Qualität des Strahls. Inhomogene Felder z.B. heizen den Strahl auf und vergrößern ihn effektiv. Die Berechnung der Felder ist mitunter sehr aufwendig und erfolgt durch spezielle Computer-Programme. Darin werden die grundlegenden physikalischen Differenzial-Gleichungen numerisch gelöst. Eine vollständige 3-dimensionale Feldkarte einer komplexen Komponente entsteht somit durch Millionen von numerischen Berechnungen. Jede einzelne Rechnung ist in der Genauigkeit limitiert, z.B. durch die Endlichkeit der berücksichtigten Nachkomma-Stellen. Zudem entsteht durch die Verknüpfung der einzelnen Rechnungen ein sehr hohes Datenvolumen. Simulierte Feldkarten sind entsprechend eine hohe Menge von Daten, die mit Fehlern behaftet sind.
Anderseits werden simulierte Feldkarten genutzt, um die Strahldynamik geplanter Beschleuniger oder Ionen/Elektronen-optischer Anlagen zu berechnen. Fehler in den Feldern werden auf die Dynamik übertragen. Zudem verlangsamen die großen Datenmengen die Rechnungen und/oder erfordern leistungsstarke Computer.
Dr. Xiaonan Du von der Linac-Abteilung hat ein numerisches Verfahren entwickelt, das ähnlich wie bei der MP3-Komprimierung von Musik-Dateien, die Fehler (Rauschen bei Musik) von den wesentlichen physikalischen Inhalten trennt. Dabei werden die originären Daten, z.B. aus Simulationen, auf regelmäßige Muster durchforstet, die von den zugrundeliegenden physikalischen Randbedingungen erzwungen werden. Stochastische Abweichungen davon sind falsche Informationen. Das Verfahren separiert und extrahiert die physikalische Systematik, verwirft Fehlinformationen und eliminiert Redundanzen.
Die Methode wurde an der elektrischen Feldkarte einer Beschleuniger-Kavität für die neue post-Stripper-Sektion des UNILAC getestet. Die Kavität hat einen Durchmesser von zwei Metern und eine Länge von ca. 11 Metern. Das Datenvolumen aus den Simulationen beträgt 220 MB inklusive der intrinsischen Feldfehler. Anwendung der Methode reduziert die Datenmenge um 99.99% auf 20 kB und erhöht simultan die physikalische Konsistenz der Feldkarte. Neben dem praktischen Nutzen wurde die unerwartete Erkenntnis gezogen, dass die physikalische Essenz der Feldkarte in einem kleinen Bruchteil der Daten enthalten ist und die ursprüngliche Datenmenge im Wesentlichen durch überflüssige Information dominiert ist! Die Resultate sind im Journal Physical Review Accelerators and Beams veröffentlicht.
Das sogenannte HOSVD-Verfahren (High-Order Single Value Decomposition) ist insbesondere interessant für Feldkarten, die für sehr präzise Strahldynamik-Rechnungen benötigt werden, z.B. bei Elektronen-Mikroskopen oder Anlagen zur Ionen-Implantation. Qualität und Umfang der Feldkarten übertragen sich unmittelbar auf Zuverlässigkeit und Komplexität der simulierten Teilchenbahnen.
Die Änderung der axialen Feldstärke entlang eines Beschleunigungs-Spalts: Die blaue Kurve aus den originären Simulationen enthält nicht-physikalisches Rauschen. Die braune Kurve zeigt die gefilterten Daten, welche die physikalischen Randbedingungen exakt wiederspiegeln. Quelle: American Physical Society
Kavität zum Beschleunigen mit entsprechender Karte des elektrischen Feldes. Die ursprünglich simulierte Karte besteht aus 56 Millionen Zahlen. © American Physical Society
L. Groening
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