Accelerazione Laser-Plasma

Introduzione

Nel processo noto come Laser Wakefield Acceleration (LWFA), un impulso laser o un treno di impulsi eccita un’onda di plasma longitudinale in grado di supportare campi elettostatici di accelerazione estremamente grandi, superiori di tre ordini di grandezza rispetto ai campi degli acceleratori di radiofrequenza standard come quelli disponibili al CERN o altri impianti di accelerazione di particelle. Con questa tecnica sono recentemente stati ottenuti risultati estremamente incoraggianti [Mangles, 2004; Geddes C., 2004; Faure J., 2004], con la misura di pacchetti di elettroni di  100 MeV e oltre su lunghezze di accelerazione di pochi cm e più recentemente fino a 5 GeV e oltre [Kim, 2017]. Attualmente lo sforzo principale è dedicato al miglioramento della qualità dei fasci di elettroni LWFA, alla riduzione della dispersione di energia, dell’emittenza e delle dimensioni trasverse, in modo da consentire la realizzazione di sorgenti di radiazione ad alta luminosità [Changhai, 2016]. Una collaborazione su scala mondiale, che coinvolge il consorzio europeo EuPRAXIA (H2020), si basa su questi sviluppi con l’obiettivo di progettare e costruire il primo acceleratore industriale basato su plasmi di qualità superiore. Questo sforzo consentirà di superare le dimensioni e i limiti di costo degli attuali impianti FEL che si basano su grandi acceleratori RF per generare il fascio di elettroni richiesto.

Le nostre attività

Il Laboratorio di Irraggiamento con Laser Intensi è tra i principali laboratori Europei per l’accelerazione a plasma  e membro del consorzio EuPRAXIA oltre che nodo della rete ELI-Italy. A partire dalla fine degli anni ’90 il gruppo ILIL effettua i primi esperimenti di accelerazione di particelle con i plasmi fino a realizzare il primo esperimento italiano di accelerazione di elettroni presso il laboratorio ILIL nel 2007 [Gizzi, 2008]. Attualmente il Laboratorio è sede dello sviluppo delle attività dei progetti ELI-Italy ed EuPRAXIA dedicati rispettivamente alle applicazioni medicali dell’accelerazione a plasma e allo sviluppo dell’acceelrazione laser-plasma di alta qualità.

Pubblicazioni

Le pubblicazioni sul tema sono disponibili qui. L’archivio delle pubblicazioni a partire dal 1989 è disponibile qui.