Wed, 04 Aug 2021RO Ro  EN En    
 
PNCDI3
 
 
Lista de proiecte » Investigation of laser-driven gamma burst

Investigation of laser-driven gamma burst
www.nipne.ro/proiecte/pn3/36-proiecte.html


Acronim: INSIGT
Autoritatea contractanta: Institutul de Fizica Atomica (IFA)
Numar / Data contract: ELI-10 / 2020-10-01
Program: PN-III-P5/Subprogramul 5.1
Director proiect: Dr. Domenico Doria
Parteneri: Universitatea din Bucuresti
Data incepere / finalizare proiect: 2020-10-01 / 2023-09-30
Valoarea proiectului: 1000000 RON
Rezumat: Un laser de mare putere poate genera o emisie foarte intensa de raze gamma de la electronii accelerati pana la un factor Lorentz foarte ridicat. La cea mai mare intensitate atinsa cu laserul, de pana la 1023 W/cm2, care va fi disponibila la ELI-NP, a fost prevazut un nou regim in interactia laser-plasma, unde procesele QED incep sa joace un rol important. O astfel de interactiune puternica, prin efecte colective si neliniare, va afecta in mod inevitabil procesele de accelerare cu laserul a ionilor, modificand in mod considerabil legile lor de scalare si apoi partitia energetica intre diferite specii de particule. Acesta este unul dintre subiectele de baza ale cercetarii prevazute la ELI-NP si, ca atare, este descris in ELI WhiteBook si in special in TDR-ul I.C.E. Turcu si colab., RRP, 68, 2016, la paginile S145-S190. Desi exista mai multe lucrari pe aceasta tema si, prin urmare, teoria legata de acest fenomen a fost discutata in mare masura de multi autori, fie in regimul semiclasic sau cuantic, nu s-au efectuat aproape nici un experiment care sa valideze predictiile. Ca rezultat al cercetarilor teoretice, caracteristicile laserului (de exemplu, intensitatea, puterea) si caracteristicile tintei (de exemplu, densitatea de electroni a plasmei, grosimea) joaca rolul cel mai important in aparitia acestui fenomen. De exemplu, in T. Nakamura si colab., PRL 2012, se prevede ca pentru o anumita putere laser PL exista o densitate optima a plasmei care maximizeaza sectiunea de imprastiere Thomson neliniar, deci si emisia de raze gamma. Prin urmare, o cercetare adecvata trebuie neaparat sa ia in considerare dezvoltarea si caracterizarea tintei. Scopul acestui proiect este un studiu sistematic al partitiei energetice dintre diferitele particule generate in timpul interactiunii laser-plasma: fotoni, electroni si ioni, prin utilizarea tintelor cu caracteristici adecvate. Pentru a crea tinte cu diferite densitati a plasmei, intr-o maniera controlata, va fi folosit un puls laser secundar, sincronizat cu pulsul laser principal. In acest fel, cu o tinta de plasma de grosime controlata se pot crea specii de ioni si densitati de electroni la cerere pentru un studiu metodic. Pentru indeplinirea obiectivelor proiectului vor fi efectuate o serie de activitati. In special, ne vom concentra mai intai pe proiectarea bancului experimental, dezvoltarea si testarea diagnosticelor, prin proiectarea cu acuratete a spectrometrelor de raze gamma si de particule incarcate cu caracteristici adecvate pentru a caracteriza mai bine gamele de energie preconizate in timpul experimentelor. De asemenea, se va acorda atentie proiectarii ecranarii si reducerii zgomotului de fundal, in corelatie cu configuratia bancului experimental. In alte activitati, vor fi efectuate experimente cu fasciculele laser de 1 PW si 10 PW ale ELI-NP. Toate aceste activitati vor fi sustinute de simulari PIC, hidrodinamice si simulari tip Monte Carlo, pentru a ghida experimentele si a interpreta rezultatele obtinute. Proiectul va contribui la dovezile experimentale ale predictiilor teoretice, precum si la stabilirea unei configuratii adaptate cerintelor pentru studiul rolului reactiei radiatiei, in regimurile semiclasice si QED, in accelerarea cu laserul si in generarea surselor secundare. Prin urmare, acest proiect va fi, de asemenea, benefic pentru viitorii utilizatori ai ELI-NP si va deschide calea catre utilizarea unor emisii intense de raze gama pentru aplicatii si cercetare fundamentala.

Obiective:
  • Studiul experimental al emisiilor de raze gamma din procesul de imprastiere Thomson si legea de scalare a conversiei de energie laser-gamma pentru interactiunea laser-materie la intensitate extrema ( depasind 1022 W / cm2) si in diferite conditii ale materiei. De asemenea, va fi investigata partitia energetica dintre diferitele specii de particule generate in timpul interactiunii.
  • Investigatii numerice ale interactiunii laser-plasma in conditii relevante pentru sistemul laser ELI-NP prin utilizarea codurilor PIC si hidrodinamice. Simularile se vor concentra pe studiul emisiilor de raze gamma si scalarea eficientei de conversie a energiei (Laser-Gamma) in diferite conditii experimentale.
  • Dezvoltarea unui detector tip stiva pentru diagnosticarea emisiei intense de raze gamma, cu capacitate de reconstructie a fluxului si a spectrului energic. Stiva va consta din scintilatoare, iar reconstructia spectrului se va face printr-un algoritm dezvoltat in cadrul proiectului.
  • Dezvoltarea unei parabole Thomson cu citere in timp real pentru detectarea ionilor de mare energie (peste 250 MeV/n).


  • ETAPELE PROIECTULUI SI DATELE DE PREDARE

    REZULTATE
    ARTICOLE PUBLICATE
    ECHIPA DE CERCETARE SI GRADUL DE IMPLICARE AL TINERILOR CERCETATORI


    Inapoi la Lista de proiecte
    English version of the project EN   
     
    Address: Str. Reactorului no.30, P.O.BOX MG-6, Bucharest - Magurele, ROMANIA
    Tel: +(4021) 404.23.00, Fax: +(4021) 457.44.40
    2021 IFIN-HH. All rights reserved.