Ramiro Mena-Andrade

The P-cubed Target Insertion Device (P ³ -TID) is a research instrument dedicated to test novel positron source target configurations inside of the proof-of-principle PSI Positron Production (P-cubed or P ³ ) experiment at the Paul Scherrer Institute. The device allows an easy installation, positioning and replacement of different fixed targets. The present article describes its mechanical design at a detailed level.

Simulation rapide - Correction de forme assistée après usinage: Les distorsions après usinage des grandes pièces forgées en aluminium sont un problème récurrent pour l'industrie aéronautique. Ces écarts par rapport à la géométrie de conception sont causés par la présence de contraintes résiduelles, qui se développent tout au long de la chaîne de fabrication, en particulier après le traitement thermique de la trempe. Pour rétablir la géométrie nominale, il faut procéder à une série d'opérations de remodelage très manuelles et très longues. Ce travail concerne le développement d'outils de simulation informatique efficaces pour aider les opérateurs à redresser par flexion, qui est l'une des opérations de déformation les plus courantes. À cette fin, nous développons un modèle de simulation par éléments finis représentatif de la chaîne de fabrication, y compris la trempe, l'usinage et le formage, qui permet de prédire les contraintes résiduelles et les déformations des pièces forgées en aluminium à paroi épaisse. Le modèle est validé par rapport à des données expérimentales trouvées dans la littérature. Ensuite, nous introduisons le concept de diagrammes de remodelage, un outil qui permet de sélectionner une charge de flexion presque optimale afin de minimiser la distorsion. Nous montrons que le diagramme de remodelage n'a pas besoin de tenir compte du champ de contrainte résiduel, car son seul effet est de décaler le diagramme de remodelage d’un certain décalage. Par conséquent, le comportement global incluant un champ de contrainte résiduelle réaliste en 3D dans une pièce forgée peut être récupéré en décalant le diagramme de remodelage sans contrainte résiduelle du décalage approprié. Enfin, nous proposons une stratégie permettant d'identifier le décalage à la volée pendant l'opération de remodelage en utilisant des mesures simples de force-déplacement. Nous explorons ensuite l'utilisation de nouvelles techniques numériques, en particulier la réduction de l'ordre du modèle (MOR), dans un double but : i) accélérer le calcul des diagrammes de mise en forme; et ii) prendre en compte divers paramètres du processus, tels que la distorsion initiale ou la configuration de la mise en forme. À cette fin, nous nous appuyons sur la méthode Sparse Subspace Learning (SSL), une méthode MOR non intrusive qui permet de reconstruire l'espace de solution directement à partir des sorties du modèle d'éléments finis. Avec la solution paramétrique à portée de main, la configuration de remodelage optimale peut être trouvée en temps réel, pour minimiser la distorsion avant de lancer l'opération de remodelage proprement dite. Enfin, nous proposons les premières étapes vers l'extension de la méthodologie ci-dessus, qui combine les diagrammes de remodelage et les méthodes MOR, à un cadre à plusieurs étapes dans lequel plusieurs opérations de correction de forme ont lieu de manière séquentielle.

Volume 1 of the FCC Feasibility Report presents an overview of the physics case, experimental programme, and detector concepts for the Future Circular Collider (FCC). This volume outlines how FCC would address some of the most profound open questions in particle physics, from precision studies of the Higgs and EW bosons and of the top quark, to the exploration of physics beyond the Standard Model. The report reviews the experimental opportunities offered by the staged implementation of FCC, beginning with an electron-positron collider (FCC-ee), operating at several centre-of-mass energies, followed by a hadron collider (FCC-hh). Benchmark examples are given of the expected physics performance, in terms of precision and sensitivity to new phenomena, of each collider stage. Detector requirements and conceptual designs for FCC-ee experiments are discussed, as are the specific demands that the physics programme imposes on the accelerator in the domains of the calibration of the collision energy, and the interface region between the accelerator and the detector. The report also highlights advances in detector, software and computing technologies, as well as the theoretical tools/reconstruction techniques that will enable the precision measurements and discovery potential of the FCC experimental programme. The content and structure of this report are guided by the scope and priorities defined in the mandate of the FCC Feasibility Study. It is therefore not intended to serve as an exhaustive review of the full physics potential of FCC. Several topics, already covered in earlier reports such as the FCC CDR, are not reiterated here or are addressed only briefly, in alignment with the study’s focus. This volume reflects the outcome of a global collaborative effort involving hundreds of scientists and institutions, aided by a dedicated community-building coordination, and provides a targeted assessment of the scientific opportunities and experimental foundations of the FCC programme.

Previous pair-production-driven positron source designs have assumed that the transverse dimension of the target is significantly greater than the secondary beam it generates. This paper explores the use of targets with different transverse profiles with the aim of enhancing positron production. The starting point of this research is the concept of wire targets, proposed by M. James et al. in 1991 for the former SLC positron source. Building on this foundation, this study takes this concept a step further by introducing conical-shaped targets, which can substantially improve the yield by reducing the reabsorption of positrons by the target--an issue that is worsened by the high-field solenoid lenses commonly used for positron capture. Using Geant4 simulations, we propose new conical targets adapted for the parameters of the future collider FCC-ee and its positron source test facility P-cubed (PSI Positron Production experiment) at the Paul Scherrer Institute. We find that conical targets can nearly double the positron production at the target and enhance the baseline positron yield of FCC-ee by around 60%. Additionally, we present the thermo-mechanical studies for the conical targets based on the FCC-ee primary beam power requirements and outline the mechanical implementation for a future proof-of-principle demonstration at the P-cubed facility.