D1 Monitores de posição de feixe (BPM)

Tópico

Os monitores de posição do feixe são os instrumentos de diagnóstico mais numerosos em qualquer acelerador, distribuídos aos milhares por toda a máquina, tipicamente próximos a cada quadrupolo ou em pontos estratégicos da óptica descritos na seção Fundamentos. Cada monitor consiste em um conjunto de eletrodos metálicos ao redor do tubo de vácuo que detectam, sem interceptar ou perturbar o feixe, o sinal elétrico induzido por sua passagem. Comparando a intensidade relativa do sinal detectado por eletrodos opostos, o sistema determina o quão centralizado o feixe está em relação ao eixo do tubo naquele ponto, tanto horizontal quanto verticalmente. A leitura simultânea de todos os monitores distribuídos por toda a máquina permite a reconstrução completa da órbita do feixe, e essa é a informação essencial para o sistema de correção de órbita já descrito na seção Anomalias: sem conhecer a posição real do feixe em cada ponto, seria impossível calcular qual correção aplicar aos ímãs corretores para retorná-lo à trajetória projetada, fechando assim o ciclo entre o desalinhamento dos ímãs e sua compensação. Além da posição média, muitos sistemas modernos conseguem medir a posição de cada pacote individual em cada rotação, tornando-os uma ferramenta essencial para detectar o início de instabilidades coletivas descritas como anomalias: uma oscilação crescente na posição de um pacote de uma rotação para a seguinte é precisamente a assinatura que um sistema de feedback rápido deve detectar e corrigir em tempo real. Este módulo, que começa com eletrodos medindo sem tocar na viga, conclui demonstrando que essa mesma medição sem contato é o que possibilita fechar, em tempo real, dois dos mais importantes circuitos de correção de todo este catálogo.

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