München 2004 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 10: Ultrakurze Lichtimpulse: Röntgenpulse und Kernphysik

Q 10.8: Vortrag

Montag, 22. März 2004, 18:15–18:30, HS 223

Ein Ringresonator für einen Photonenkollider beim künftigen Linearbeschleuniger TESLA — •Guido Klemz und Klaus Mönig — DESY Zeuthen, Platanenallee 6, D-15738 Zeuthen

Die Compton Rückstreuung eines Laserstrahls an einem relativistischen Elektronenstrahl bietet die effizienteste Methode zur Erzeugung von γ-Quanten mit einigen hundert GeV Photonenenergie. Von der Beobachtung der ablaufenden teilchenphysikalischen Prozesse bei γγ-Kollisionen in diesem Energiebereich werden wesentliche Beiträge zur Klärung der Existenz von Higgs-Bosonen, Supersymmetrie sowie zur Entwicklung einer Quantentheorie der Gravitation erwartet.

Die Anforderungen an ein geeignetes Lasersystem sind eine Emissionswellenlänge im Bereich um 1 µm, etwa 2 TW Puls-Spitzenleistung, 3 ps Pulsdauer (FHWM) und ca. 100 kW mittlere Ausgangsleistung mit einer zum Beschleuniger synchronen zeitlichen Pulsstruktur. Solche Hochleistungslaser sind absehbar nicht verfügbar. Es soll gezeigt werden wie dennoch durch Ausnutzung der resonanten Leistungsüberhöhung in zwei ineinander geschachtelten optischen Speicherringen eine hinreichend hohe γγ-Luminosität (Ereignisrate) mit vertretbarem R&D-Aufwand erreichbar scheint. Die Ringresonatoren sind um den ausgedehnten teilchenphysikalischen Detektor herum anzuordnen. Die Ergebnisse einer numerischen Simulation der wellenoptischen Eigenschaften des Resonators unter Berücksichtigung der Randbedingungen durch das teilchenphysikalische Umfeld sowie Fertigungs- und Alignment-Toleranz der optischen Komponenten werden vorgestellt.