29.12.2008

Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik

Hinterberger, F.

Als Experimentator gehört Frank Hinterberger in erster Linie zu den „Kunden“ von Beschleunigeranlagen. Aus diesem Blickwinkel heraus lernte er die verschiedenen Ebenen und Funktionszusammenhänge von Beschleunigern hautnah kennen. Durch intensive Beschäftigung des Experimentators mit einem bestehenden Beschleuniger entstehen oft Anregungen, um diesen zu optimieren oder zu ergänzen. Dadurch wird ein Experiment häufig erst richtig interessant. Zu dieser Sorte Experimentatoren, die sich auch mal bei der Maschine einmischen, gehört Hinterberger.
Seit dem ersten Erscheinen 1997 hat dieses Buch in beschleuniger- und teilchenphysikalisch ausgerichteten Forschungsinstituten seinen Platz als Lehr- und Nachschlagewerk gefunden. Auch in der neuen Ausgabe liegt dabei der Schwerpunkt zweifelsohne auf einer sehr gut aufgebauten und ausführlichen Darstellung der Ionenoptik, mit Erläuterung der magnetischen und elektrischen Bauteile zur Erzeugung der entsprechenden Führungsfelder.
Neu hinzugekommen ist ein Kapitel zu Raumladungseffekten sowie eine erweiterte Darstellung der longitudinalen Strahldyna-mik in Kreisbeschleunigern und die Vorstellung neuerer Konzepte wie supraleitende Beschleunigerkavitäten, lasergetriebene Teilchenbeschleunigung und Plasmabeschleuniger.
Die Darstellungstiefe ist dabei in den verschiedenen Kapiteln sehr unterschiedlich. Etwa das vordere Drittel des rund 400 Seiten umfassenden Werks verschafft einen guten Überblick über Beschleunigerkonzepte und die wichtigsten Bauteile. Bei der Ionenoptik beschreibt das Buch in zumindest im deutschsprachigen Raum einmaliger Weise und Ausführlichkeit den Matrizenformalis-mus für Ionenstrahltransport auf geraden Strecken und in Kreisbeschleunigern. Bildfehler zweiter Ordnung sowie Störfelder und Resonanzen in Kreisbeschleunigern werden anschaulich erklärt. Die Übungsaufgaben zu aktuellen Fragestellungen tragen sehr zur Veranschaulichung bei.
Das Buch ist für Kern- und Teilchenphysiker sehr gut geeignet, um essenzielle Begriffe wie Strahlemittanz, Luminosität, Brillanz und Maßnahmen zu ihrer Verbesserung in verschiedenen Zusammenhängen entlang eines Beschleunigers besser zu erfassen. Bezüglich der Ionenoptik ist es ein gutes Nachschlagewerk für den Fachmann. Die vorderen Kapitel laden auch dazu ein, einen ersten Eindruck von der vielseitigen Beschleunigerwelt zu bekommen.
Prof. Dr. Ulrich Ratzinger, Institut für Angewandte Physik, J. W. Goethe-Universität Frankfurt/Main

F. Hinterberger: Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik
Springer, Heidelberg, Berlin 2008, 2. Aufl., XIV + 417 S., Softcover, ISBN 9783540752813

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