Masterarbeit im Bereich Systemidentifikation des SLS2-Speicherring-RF und Analyse der Elektronenstrahlreaktion auf RF-Modulation

Villigen PSI

Auf einen Blick

Veröffentlicht:13 Dezember 2025
Pensum:100%
Vertragsart:Festanstellung
Arbeitsort:Villigen PSI

Job-Zusammenfassung

Das Paul Scherrer Institut PSI ist das größte Forschungsinstitut in der Schweiz. Hier erwartet dich eine innovative und dynamische Arbeitsumgebung.

Aufgaben

Modelliere das RF-System und messe die Systemmerkmale am Teststand.
Analysiere die RF-Modulation zur Reduzierung von Energie-Spread.
Erforsche die Entwicklung des RF-Buckets bei Synchrotronbewegungen.

Fähigkeiten

Grundlagenwissen in Analysis, linearer Algebra und komplexen Zahlen.
Kenntnisse in Python oder Matlab für Skripterstellung.
Interesse an RF-Systemen für Synchrotrons.

Ist das hilfreich?

Das Paul Scherrer Institut PSI ist das größte Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Wir betreiben Spitzenforschung in den Bereichen Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Gesundheitsinnovation und Grundlagen der Natur. Durch Grundlagen- und angewandte Forschung arbeiten wir an nachhaltigen Lösungen für große Herausforderungen der Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft. Das PSI engagiert sich in der Ausbildung zukünftiger Generationen. Daher sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdocs, Doktoranden oder Auszubildende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2300 Personen.

Im SLS2-Speicherring bewegen sich Elektronenpakete nahezu mit Lichtgeschwindigkeit und emittieren Licht an Biegemagneten und Undulatoren. Das RF-System des SLS2-Speicherrings stellt die Energie mit vier 500-MHz-Radiofrequenz-RF-Kavitäten wieder her und stabilisiert die Elektronen longitudinal. Die passive, supraleitende Dritt-Harmonische Kavität hilft, die Pakete zu verlängern und die Strahllebensdauer zu erhöhen.

Amplitude- und Phasenrauschen an den 500-MHz-Hauptkavitäten können die Strahlqualität, wie Energie und Energieverteilung, beeinflussen. Daher sollten der Signalweg, Verstärker und das Rückkopplungssystem charakterisiert und optimiert werden.

Andererseits kann eine kontrollierte Amplituden- und Phasenmodulation verwendet werden, um transienten Strahlladungseffekt und intra-Strahl-Streuung zu reduzieren. Sie kann auch genutzt werden, um die Strahlreaktion zu messen und möglicherweise zu Energieverteilungsoszillationen mit Minima unterhalb der natürlichen Energieverteilung führen.

Im PSI Center for Accelerator Science and Engineering bieten wir eine

Ihre Aufgaben

Dieses Projekt ist in zwei Kern- und einen optionalen Fortgeschrittenen-Teil gegliedert:

Kernaufgaben:
a. Modellierung des RF-Systems, Messung der Systemcharakteristika am Teststand und am Speicherring mit gespeichertem Elektronenstrahl, Verbesserung des Modells und der Parameter.
b. Einbeziehung von RF-Modulation, harmonischer Kavität und zweiter Ordnung des Impulskompositionsfaktors in die Hamiltonfunktion der Synchrotronbewegung und Analyse der Entwicklung des RF-Buckets. Versuch, transiente Strahlladungseffekte zu reduzieren.
Fortgeschrittene Aufgabe (für erfahrene Studierende): Bewertung des Potenzials der RF-Modulation zur Reduktion der Energieverteilung (Minima der Oszillation) in Synchrotrons.

Ihr Profil