Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik

Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik

Von F. Hinterberger.
Springer, Heidelberg 1997. XVI + 368 S., 149 Abb., Geb.,
ISBN 3-540-61238-6

Beschleuniger sind ein wichtiges Hilfsmittel der Grundlagenforschung (Teilchenphysik) und der angewandten Forschung geworden. Aus diesem Grund gibt es auch ein wachsendes Interesse und Bedürfnis an guter einführender Literatur. Mit "Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik" liegt nun ein weiteres deutschsprachiges Buch zu diesem Thema vor. In zehn Kapiteln behandelt der Autor die wichtigsten Aspekte der Teilchendynamik in Beschleunigern. Nach einem kurzen historischen Überblick und einer Zusammenfassung der wichtigsten Fakten der relativistischen Kinematik werden die einzelnen Beschleunigertypen ausführlich beschrieben und die wichtigsten Komponenten im Beschleunigerbau (Magnete, Hochfrequenzsysteme) besprochen (leider fehlt eine Beschreibung der Vakuumkomponenten). In zwei weiteren Kapiteln diskutiert der Verfasser die Ionen optik mit Magneten und elektrostatischen Linsen. Die transversale Bahndynamik in Kreisbeschleunigern wird in einem eigenen Abschnitt abgehandelt, und den Abschluß bilden kurze Kapitel über Störfelder und Resonanzen, über longitudinale Strahldynamik, Injektion und Extraktion und schließlich über Phasenraumdichte und Strahlkühlung. Ergänzt wird die Darstellung noch durch eine Reihe von Übungsaufgaben mit Lösungen. Ziel des Autors war es, nicht nur eine einfache Einführung in dieses Gebiet zu geben, sondern auch ein Buch zu schreiben, das gleichzeitig auch zur Weiterführung und Vertiefung des Stoffes dienen kann. Der Autor hat dabei bewußt auf mathematischen Formalismus verzichtet und in Kauf genommen, daß die systematische Darstellung leidet. Mit Hilfe der Hamilton-Beschreibung für die gekoppelten Synchro­Betatron­Schwingungen könnten nämlich zusammenfassend und einheitlich Kapitel vier bis acht behandelt werden. Insgesamt gesehen ist es dem Verfasser jedoch gelungen, eine gut lesbare aber informelle Einführung in das interessante Gebiet der Beschleunigerphysik zu geben - besonders geeignet für Einsteiger und interessierte Studenten, die eine gute Orientierungshilfe suchen. Wer jedoch tiefer in das Gebiet eindringen will, benötigt mehr theoretisches Rüstzeug, das in dem vorliegenden Buch nicht zur Verfügung gestellt wird. Die vorgelegte Darstellung kann lediglich als eine Art Appetitanreger für weitergehende Studien angesehen werden, z.B. für die wichtige Rolle der Nichtlinearitäten, zum Einfluß von Strahlungseffekten in Beschleunigern, zur Polarisationskinetik und zum weiten Feld der Instabilitäten. Für diese weiterführenden und vertiefenden Fragestellungen sollte man besser auf andere Quellen zurückgreifen, z.B. auf Originalliteratur, verschiedene Beiträge der CERN und US-Beschleunigerschulen oder aber auf "Theory of cyclic accelerators" von Kolomensky und Lebedev, das trotz der ungewohnten Notation, und obwohl es schon mehr als 30 Jahre alt und (leider) seit langem vergriffen ist, immer noch eine wahre Fundgrube der Beschleunigerphysik ist.

H. Mais, Hamburg

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