Most accelerator magnets contain iron or other ferromagnetic materials to increase the magnetic field of a coil. Unfortunately these materials have a strong dependence on their history (hysteresis). To obtain a desired magnetic field, a particular current must be supplied with respect to that history. Usually a history map is chosen in such a way that one of the main branches, up or down, of the hysteresis curve is selected. The choices are arbitrary and not natural. The disadvantages of these schemes are, for instance, long standardizing times going up and down the hysteresis, different slopes for increasing or decreasing the field and unstable, but quite reproducible values along the hysteresis loop. These problems can be overcome by choosing the curve showing the physical dependence of a magnet upon the current. This curve, in the middle of the hysteresis, shows the following advantages: reproducibility by cycling (up and down, going closer) to a certain current; stability to shock, small current changes, heat, even a temperature rise over the Curie temperature and back is possible; the same behavior (slope) going up or down in current for a small range of adjustments, therefore easier to correct by hand or computer (feedback); faster to adjust, especially for small changes. Different theoretical ideas are discussed and some experimental tests are described

چکیده

اغلب آهن­ رباهای مورد استفاده در شتاب­ دهنده ها حاوی آهن یا مواد فرومغناطیسی دیگر هستند تا بتوانند میدان مغناطیسی سیم پیچ را افزایش دهند. متاسفانه این مواد بستگی شدیدی به تاریخچه (پسماند) خود دارند. برای بدست آوردن میدان مغناطیسی دلخواه، باید با توجه به تاریخچه، جریان خاصی اعمال شود. معمولاً نقشه تاریخچه به گونه ­ای برگزیده می­ شود که یکی از شاخه ­های اصلی بالا یا پایین در منحنی پسماند انتخاب شود. این انتخاب ­ها دلخواه هستند و طبیعی نیستند. نمونه ­هایی از معایب این طرح ­ها عبارتند از: زمان ­های طولانی استانداردسازی برای بالا و پایین بردن پسماند، شیب­ های مختلف برای افزایش یا کاهش پسماند و مقادیر کاملاً تکثیرپذیر اما ناپایدار در حلقه پسماند. با انتخاب یک منحنی که وابستگی فیزیکی آهن ربا به جریان را نشان دهد، می­ توان بر این مشکلات فائق آمد. این منحنی در میانه پسماند، مزایای زیر را نشان می ­دهد: تکثیرپذیری با پیمودن یک چرخه تا رسیدن به جریان خاص (بالا و پایین، نزدیکتر شدن)؛ پایداری شوک، تغییرات کوچک جریان، گرما، حتی افزایش دما به بیش از دمای کوری و برگشت از آن امکان­ پذیر است؛ رفتار (شیب) مشابه از نظر بالا یا پایین رفتن بر حسب جریان در محدوده تنظیمات کوچک سبب تصحیح آسانتر با دست یا رایانه (بازخورد) و نیز تنظیم سریعتر می­ شود، به ویژه وقتی تغییرات کوچک باشند. ایده­ های نظری مختلف مطرح می­ شوند و برخی آزمون­ های تجربی توصیف می­ شوند.

1-مقدمه

در شتاب­ دهنده­ های ذرات، آهن ­رباهایی با یوغ ­های فرومغناطیسی برای هدایت (خم کردن) و شکل ­دهی (کانونی کردن) به پرتو به کار می­ روند. ماده فرومغناطیسی، میدان مغناطیسی B را افزایش می­ دهد، اما این عیب را دارد که میدان در آن به برانگیختگی اولیه بستگی دارد، که پسماند نامیده می ­شود. اختلاف نوعی 1% در میدان که حلقه پسماند را بالا و پایین می ­برد در بسیاری از موارد، بی ­اندازه بالاست...