Kurzfassung
Im Gebiet der Korrektur linearer Optik in Ringbeschleunigern wurde in den letzten Jah-
ren beachtenswerter Fortschritt gemacht. Die Genauigkeit und Richtigkeit der Messung
und Korrektur von Maschinenparametern wurde immer weiter verbessert. Die Entwick-
lung von Beschleunigertechnologie hält jedoch nicht still und die Einführung von Licht-
quellen der nächsten Generation und Design und Bau von neuartigen Beschleunigern und
Zukunftsprojekten erfordern neue, fortschrittliche Messmethoden.
Diese Arbeit stellt die Weiterentwicklung und Verbesserung von drei unterschiedlichen
Optikmessmethoden vor. Die erste Methode ist eine genauere und schnellere Messung
der 𝛽-Funktion, einem Optikparameter, der eine direkte Messgröße für die Fukussiereigen-
schaften an einem beliebigen Punkt im Beschleuniger darstellt. Aus Gründen des Schutzes
und der Leistungsfähigkeit der Maschine sind gewisse Anforderungen an die Fokussierung
gegeben. Die hier vorgestellte Messmethode baut auf einer vorangehenden Verbesserung
der klassischen Methode zur Messung der 𝛽-Funktion auf und liefert eine bessere Genauig-
keit und k urzere Berechnungszeiten. Die zweite Methode ist eine neue lokale Observable
für lineare Maschinenfehler, die dazu benutzt werden kann, starke Fehlerquellen zu erken-
nen, wodurch eine dedizierte Korrektur gezielt durchgeführt werden kann. Außerdem ist
sie unabhängig von der genauen Maschinenkonfiguration, wodurch die Ntwendigkeit der
Messung jeder einzelnen Zwischenkonfiguration entf allt. Die letzte Methode bietet eine
neue Beschreibung des Effekts der getriebenen Schwingung der Teilchen auf die Messung
der linearen transversalen Kopplung.
Die Weiterentwicklungen im Bereich der linearen Strahloptikmessung, die in dieser Ar-
beit vorgestellt werden, erleichtern bereits den Betrieb des LHC und Maschinenentwick-
lungsstudien und sind Teil der Vorbereitungen für den zukünftigen Betrieb des LHCs und
anderer Beschleuniger.
Linear optics corrections in circular particle accelerators have achieved remarkable per- formance in the last years pushing the precision and accuracy of the measurement and correction of machine parameters further. But development of accelerator technology is not resting either and the introduction of next generation light sources and the design and construction of new colliders and future projects constantly demand more advanced and precise measurement methods. This work presents the development and enhancement of three distinct optics measure- ment methods. The first one is a more precise, more accurate and faster measurement method of the 𝛽 function, an optics parameter that presents a direct observable for the focusing at any given point in the machine. Constraints on the tolerances of focusing er- rors are given for machine performance and protection reasons. This work builds on an improvement presented in a previous work and further increases precision, accuracy and speed. The second method is a novel local observable for linear lattice imperfections, which can be used to detect strong error sources in the machine, guiding dedicated corrections and being independent of the optics configuration. The last method provides a new way to describe the impact of forced particle motion on the measurement of transverse coupling. The developments in the domain of linear optics measurements presented in this thesis already positively impact LHC operation and machine development and are part of the preparation for future operation of the LHC and other accelerators.