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Motivation Requirements Preliminary design Status Yaroslav Kalmykov Small Angle Magnet Institut für Kernphysik Technische Universität Darmstadt SFB 634.

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1 Motivation Requirements Preliminary design Status Yaroslav Kalmykov Small Angle Magnet Institut für Kernphysik Technische Universität Darmstadt SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen 180° System at the S-DALINAC OPERA-2d simulations

2 Motivation SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen The eA Collider

3 Motivation SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen Feasibility of electron scattering at very forward angles can be tested at the S-DALINAC S. Strauch et al., PRL 85 (2000) 2913 Fixed targetCollider 48 Ca(e,en) 48 Ca(e,eA) n 100msr 100 n 4 n eff 20 % 5 n eff 100 % e = 40 ° 50 e = 5 ° L= cm -2 s -1 L 10 28

4 Motivation - Selectivity? E Coincidence detectors - 2π Liquid scintillator - Si-Ball - BaF SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

5 Why at the S-DALINAC? SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen S-DALINAC 22 E MeV for (e,e) I 5 A for (e,e) 180° System = 6.4 msr p/p 8% E/E = 2 x (intrinsic) QCLAM spectrometer = 35 msr p/p = ± 10% E/E = 2 x (intrinsic)

6 180° System at the S-DALINAC SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

7 Electron Trajectories in the 180° Mode SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen Coupling of horizontal and vertical optics

8 Background Sources in the 180° Mode SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen Time of flight measurement

9 Excitation Energy Spectrum of 12 C SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

10 Requirements Incident beam energy : 80 MeV Bending magnet Scattering at very forward angles Momentum transfer : 0 Spectrometer angle : 25° Scattering chamber : Ø 582 mm Target position Beam broadening B Quadrupole magnet Vacuum SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

11 Preliminary Design: Layout Dipole and quadrupole components SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

12 Preliminary Design: Layout SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

13 Calculations: Dipole Field Distribution SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

14 Calculations: Dipole Field Distribution B y (T) X (m) SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

15 Calculations: Quadrupole Field Distribution B (T) (deg) SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

16 Status OPERA-2d simulations - Two-dimensional field distribution - Feasibility General layout - Mechanical dimensions and position Beam transport - Focus? - Background sources? OPERA-3d simulations - Three-dimensional field distribution Ion-optical properties (SAM + QCLAM) - Momentum acceptance? - Energy resolution? - Solid angle acceptance? - Scattering angle resolution? SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen

17 Preliminary Design: Parameters SFB 634 – A2: Kernstruktur Physik mit virtuellen Photonen


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