Laser-driven Shock Waves
PRIN 2012AY5LEL_002 LaShoWa
Finanziamento del: Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca (MIUR)
Calls: PRIN
Data inizio: 2014-02-04 Data fine: 2017-02-03
Budget totale: EUR 214.884,00 Quota INO del budget totale: EUR 107.441,00
Responsabile scientifico: ATZENI Stefano Responsabile scientifico per INO: Macchi Andrea
Calls: PRIN
Data inizio: 2014-02-04 Data fine: 2017-02-03
Budget totale: EUR 214.884,00 Quota INO del budget totale: EUR 107.441,00
Responsabile scientifico: ATZENI Stefano Responsabile scientifico per INO: Macchi Andrea
Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: Università degli Studi di Roma 1 “La Sapienza”
altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
altro personale INO coinvolto: Fedeli LucaPegoraro FrancescoSgattoni Andrea
Abstract: Il progetto riguarda lo studio sperimentale, teorico e computazionale di onde d’urto (shock) prodotte in interazione laser-plasma ad alta potenza. L’importanza della
fisica di tali shock è sia fondamentale, per lo studio di materia in condizioni estreme e processi di base di interesse astrofisico, che applicativa, per la fusione a
confinamento inerziale (in particolare per l’innovativo schema di shock ignition) e lo sviluppo di nuovi acceleratori di ioni. Le condizioni specifiche di interesse
variano dal regime di densità elevatissime (maggiori della materia solida) e intensità laser relativamente moderate nel quale gli shock sono di natura prevalentemente
idrodinamica e collisionale e sono caratterizzati da pressioni maggiori di 100 megabar, al regime di altissime intensità e densità moderate nel quale gli shock sono di
natura non collisionale e possono raggiungere velocità maggiori di 10^7 m/s corrispondenti ad alti numeri di Mach.
Per investigare la fisica degli shock alla frontiera della ricerca attuale il progetto si avvarrà sul piano sperimentale dell’accesso a facilities europee (LULI, PALS,
RAL-CLF) per esperimenti di generazione di shock e loro caratterizzazione con diagnostiche avanzate, in particolare ad alta risoluzione temporale. Sul piano
computazionale saranno usati metodi (codici numerici) allo stato dell’arte sviluppati dal gruppo di ricerca e ottimizzati per l’utilizzo su macchine avanzate presso
facilities europee di supercalcolo (quali FERMI presso CINECA); le simulazioni saranno utilizzate per la progettazione e l’interpretazione degli esperimenti, per studi
di fattibilità e validazione di modelli orientati a progetti di infrastrutture europee per la fusione (HiPER) e alla definizione di una roadmap per la shock ignition, e per
la comprensione della fisica degli shock e processi connessi (instabilità, effetti cinetici, accelerazione di ioni) in regimi largamente inesplorati.
fisica di tali shock è sia fondamentale, per lo studio di materia in condizioni estreme e processi di base di interesse astrofisico, che applicativa, per la fusione a
confinamento inerziale (in particolare per l’innovativo schema di shock ignition) e lo sviluppo di nuovi acceleratori di ioni. Le condizioni specifiche di interesse
variano dal regime di densità elevatissime (maggiori della materia solida) e intensità laser relativamente moderate nel quale gli shock sono di natura prevalentemente
idrodinamica e collisionale e sono caratterizzati da pressioni maggiori di 100 megabar, al regime di altissime intensità e densità moderate nel quale gli shock sono di
natura non collisionale e possono raggiungere velocità maggiori di 10^7 m/s corrispondenti ad alti numeri di Mach.
Per investigare la fisica degli shock alla frontiera della ricerca attuale il progetto si avvarrà sul piano sperimentale dell’accesso a facilities europee (LULI, PALS,
RAL-CLF) per esperimenti di generazione di shock e loro caratterizzazione con diagnostiche avanzate, in particolare ad alta risoluzione temporale. Sul piano
computazionale saranno usati metodi (codici numerici) allo stato dell’arte sviluppati dal gruppo di ricerca e ottimizzati per l’utilizzo su macchine avanzate presso
facilities europee di supercalcolo (quali FERMI presso CINECA); le simulazioni saranno utilizzate per la progettazione e l’interpretazione degli esperimenti, per studi
di fattibilità e validazione di modelli orientati a progetti di infrastrutture europee per la fusione (HiPER) e alla definizione di una roadmap per la shock ignition, e per
la comprensione della fisica degli shock e processi connessi (instabilità, effetti cinetici, accelerazione di ioni) in regimi largamente inesplorati.
Esperimenti/Studi INO correlati:
Laser-driven collisionless shock waves
Intense laser-driven shock for physics of extreme conditions (FemtoShock)
Laser-driven ion acceleration
Risultati scientifici:
1) Ion viscosity effects in exploding pusher inertial confinement fusion hydrodynamic simulations2) Vlasov simulations of collisionless shock acceleration in laser-plasma interaction.