Classical Mechanics and Electromagnetism in Accelerator Physics / Stupakov, Gennady  

Público ISBD Ningún comentario para este registro. Título : Classical Mechanics and Electromagnetism in Accelerator Physics Tipo de documento: documento electrónico Autores: Stupakov, Gennady, ; Penn, Gregory, Mención de edición: 1 ed. Editorial: [s.l.] : Springer Fecha de publicación: 2018 Número de páginas: X, 280 p. 77 ilustraciones, 74 ilustraciones en color. ISBN/ISSN/DL: 978-3-319-90188-6 Nota general: Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. Idioma : Inglés (eng) Palabras clave: Mecánica  Telecomunicación  Electrodinámica  Aceleradores de partículas  Mecanica clasica  Microondas  Ingeniería de RF y Comunicaciones Ópticas  Electrodinámica clásica  Física del acelerador Clasificación: 531 Resumen: Este libro de texto autónomo con ejercicios analiza una amplia gama de temas seleccionados de la mecánica clásica y la teoría electromagnética que informan sobre cuestiones clave relacionadas con los aceleradores modernos. La Parte I presenta los fundamentos del formalismo lagrangiano y hamiltoniano para sistemas mecánicos, transformaciones canónicas, variables de acción-ángulo y, a continuación, osciladores lineales y no lineales. El hamiltoniano para un acelerador circular se utiliza para evaluar las ecuaciones de movimiento, la acción y las oscilaciones betatrón en un acelerador. A partir de esta base, exploramos el impacto de los errores de campo y las resonancias no lineales. Esta parte finaliza con el concepto de la función de distribución y una introducción a la ecuación cinética para describir grandes conjuntos de partículas cargadas y para complementar el análisis previo de partículas individuales de la dinámica de vigas. La Parte II se centra en el electromagnetismo clásico y comienza con un análisis del campo electromagnético de vigas relativistas, tanto en el vacío como en una tubería resistiva. También se analizan las ondas electromagnéticas planas y los modos en guías de ondas y cavidades de radiofrecuencia. El enfoque se centra luego en los procesos de radiación de haces relativistas en diferentes condiciones, incluyendo la radiación de transición, difracción, sincrotrón y onduladora. Se introducen conceptos fundamentales como el tiempo retardado para el campo observado de una partícula cargada, la radiación coherente e incoherente y la longitud de formación de la radiación. Concluimos con un análisis de la aceleración de partículas cargadas impulsada por láser y el efecto de amortiguación de la radiación. Se incluyen apéndices sobre electromagnetismo y relatividad especial, y se dan referencias en algunos capítulos como punto de partida para lecturas adicionales. Este texto está destinado a estudiantes de posgrado que están comenzando a explorar el campo de la física de aceleradores, pero también se recomienda para aquellos que están familiarizados con los aceleradores de partículas pero desean profundizar más en la teoría subyacente a algunas de las preocupaciones más urgentes en su diseño y funcionamiento. Nota de contenido: Preface -- Part I Classical Mechanics -- The Basic Formulation of Mechanics: Lagrangian and Hamiltonian Equations of Motion -- Canonical Transformations -- Action-angle Variables and Liouville's Theorem -- Linear and Non-Linear Oscillations -- Coordinate System and Hamiltonian for a Circular Accelerator -- Equations of Motion in Accelerators -- Action-Angle Variables for Betatron Oscillations -- Magnetic Field and Energy Errors -- Non-Linear Resonance and Resonance Overlapping -- The Kinetic Equation -- Part II Electricity and Magnetism -- Self Field of a Relativistic Beam -- Effect of Environment on Electromagnetic Field of a Beam -- Plane Electromagnetic Waves and Gaussian Beams -- Waveguides and RF Cavities -- Radiation and Retarded Potentials -- Dipole Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves -- Transition and Diffraction Radiation -- Synchrotron Radiation -- Undulator radiation -- Formation Length of Radiation and Coherent Effects -- Topics in Laser-Driven Acceleration -- Radiation Damping Effects -- Part III End Matter -- Appendix A: Maxwell's Equations, equations of motion, and energy balance in an electromagnetic field -- Appendix B: Lorentz transformations and the relativistic Doppler effect -- Index. Tipo de medio : Computadora Summary : This self-contained textbook with exercises discusses a broad range of selected topics from classical mechanics and electromagnetic theory that inform key issues related to modern accelerators. Part I presents fundamentals of the Lagrangian and Hamiltonian formalism for mechanical systems, canonical transformations, action-angle variables, and then linear and nonlinear oscillators. The Hamiltonian for a circular accelerator is used to evaluate the equations of motion, the action, and betatron oscillations in an accelerator. From this base, we explore the impact of field errors and nonlinear resonances. This part ends with the concept of the distribution function and an introduction to the kinetic equation to describe large ensembles of charged particles and to supplement the previous single-particle analysis of beam dynamics. Part II focuses on classical electromagnetism and begins with an analysis of the electromagnetic field from relativistic beams, both in vacuum and in a resistive pipe. Plane electromagnetic waves and modes in waveguides and radio-frequency cavities are also discussed. The focus then turns to radiation processes of relativistic beams in different conditions, including transition, diffraction, synchrotron, and undulator radiation. Fundamental concepts such as the retarded time for the observed field from a charged particle, coherent and incoherent radiation, and the formation length of radiation are introduced. We conclude with a discussion of laser-driven acceleration of charged particles and the radiation damping effect. Appendices on electromagnetism and special relativity are included, and references are given in some chapters as a launching point for further reading. This text is intended for graduate students who are beginning to explore the field of accelerator physics, but is also recommended for those who are familiar with particle accelerators but wish to delve further into the theory underlying some of the more pressing concerns in their design and operation. Enlace de acceso : https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...] Classical Mechanics and Electromagnetism in Accelerator Physics [documento electrónico] / Stupakov, Gennady, ; Penn, Gregory,  . -  1 ed.  . - [s.l.] : Springer, 2018 . - X, 280 p. 77 ilustraciones, 74 ilustraciones en color. ISBN : 978-3-319-90188-6 Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. Idioma : Inglés (eng) Palabras clave: Mecánica  Telecomunicación  Electrodinámica  Aceleradores de partículas  Mecanica clasica  Microondas  Ingeniería de RF y Comunicaciones Ópticas  Electrodinámica clásica  Física del acelerador Clasificación: 531 Resumen: Este libro de texto autónomo con ejercicios analiza una amplia gama de temas seleccionados de la mecánica clásica y la teoría electromagnética que informan sobre cuestiones clave relacionadas con los aceleradores modernos. La Parte I presenta los fundamentos del formalismo lagrangiano y hamiltoniano para sistemas mecánicos, transformaciones canónicas, variables de acción-ángulo y, a continuación, osciladores lineales y no lineales. El hamiltoniano para un acelerador circular se utiliza para evaluar las ecuaciones de movimiento, la acción y las oscilaciones betatrón en un acelerador. A partir de esta base, exploramos el impacto de los errores de campo y las resonancias no lineales. Esta parte finaliza con el concepto de la función de distribución y una introducción a la ecuación cinética para describir grandes conjuntos de partículas cargadas y para complementar el análisis previo de partículas individuales de la dinámica de vigas. La Parte II se centra en el electromagnetismo clásico y comienza con un análisis del campo electromagnético de vigas relativistas, tanto en el vacío como en una tubería resistiva. También se analizan las ondas electromagnéticas planas y los modos en guías de ondas y cavidades de radiofrecuencia. El enfoque se centra luego en los procesos de radiación de haces relativistas en diferentes condiciones, incluyendo la radiación de transición, difracción, sincrotrón y onduladora. Se introducen conceptos fundamentales como el tiempo retardado para el campo observado de una partícula cargada, la radiación coherente e incoherente y la longitud de formación de la radiación. Concluimos con un análisis de la aceleración de partículas cargadas impulsada por láser y el efecto de amortiguación de la radiación. Se incluyen apéndices sobre electromagnetismo y relatividad especial, y se dan referencias en algunos capítulos como punto de partida para lecturas adicionales. Este texto está destinado a estudiantes de posgrado que están comenzando a explorar el campo de la física de aceleradores, pero también se recomienda para aquellos que están familiarizados con los aceleradores de partículas pero desean profundizar más en la teoría subyacente a algunas de las preocupaciones más urgentes en su diseño y funcionamiento. Nota de contenido: Preface -- Part I Classical Mechanics -- The Basic Formulation of Mechanics: Lagrangian and Hamiltonian Equations of Motion -- Canonical Transformations -- Action-angle Variables and Liouville's Theorem -- Linear and Non-Linear Oscillations -- Coordinate System and Hamiltonian for a Circular Accelerator -- Equations of Motion in Accelerators -- Action-Angle Variables for Betatron Oscillations -- Magnetic Field and Energy Errors -- Non-Linear Resonance and Resonance Overlapping -- The Kinetic Equation -- Part II Electricity and Magnetism -- Self Field of a Relativistic Beam -- Effect of Environment on Electromagnetic Field of a Beam -- Plane Electromagnetic Waves and Gaussian Beams -- Waveguides and RF Cavities -- Radiation and Retarded Potentials -- Dipole Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves -- Transition and Diffraction Radiation -- Synchrotron Radiation -- Undulator radiation -- Formation Length of Radiation and Coherent Effects -- Topics in Laser-Driven Acceleration -- Radiation Damping Effects -- Part III End Matter -- Appendix A: Maxwell's Equations, equations of motion, and energy balance in an electromagnetic field -- Appendix B: Lorentz transformations and the relativistic Doppler effect -- Index. Tipo de medio : Computadora Summary : This self-contained textbook with exercises discusses a broad range of selected topics from classical mechanics and electromagnetic theory that inform key issues related to modern accelerators. Part I presents fundamentals of the Lagrangian and Hamiltonian formalism for mechanical systems, canonical transformations, action-angle variables, and then linear and nonlinear oscillators. The Hamiltonian for a circular accelerator is used to evaluate the equations of motion, the action, and betatron oscillations in an accelerator. From this base, we explore the impact of field errors and nonlinear resonances. This part ends with the concept of the distribution function and an introduction to the kinetic equation to describe large ensembles of charged particles and to supplement the previous single-particle analysis of beam dynamics. Part II focuses on classical electromagnetism and begins with an analysis of the electromagnetic field from relativistic beams, both in vacuum and in a resistive pipe. Plane electromagnetic waves and modes in waveguides and radio-frequency cavities are also discussed. The focus then turns to radiation processes of relativistic beams in different conditions, including transition, diffraction, synchrotron, and undulator radiation. Fundamental concepts such as the retarded time for the observed field from a charged particle, coherent and incoherent radiation, and the formation length of radiation are introduced. We conclude with a discussion of laser-driven acceleration of charged particles and the radiation damping effect. Appendices on electromagnetism and special relativity are included, and references are given in some chapters as a launching point for further reading. This text is intended for graduate students who are beginning to explore the field of accelerator physics, but is also recommended for those who are familiar with particle accelerators but wish to delve further into the theory underlying some of the more pressing concerns in their design and operation. Enlace de acceso : https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...]

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