Accelerazione laser di ioni
I laser superintensi offrono la possibilità di sviluppare nuove sorgenti di ioni a energie di molti MeV, basandosi su un paradigma di accelerazione “collettiva” o “coerente” in un plasma. Queste sorgenti laser-plasma hanno proprietà uniche quali durata ultrabreve e alto numero di particelle per impulso, e possono aprire sviluppi non convenzionali nelle applicazioni di fasci di ioni energetici in scienza e medicina. La nostra attività di ricerca è focalizzata sulla teoria e la simulazione dei meccanismi di accelerazione, e sulla partecipazione a esperimenti realizzati in facilities europee. Più recentemente il nostro lavoro è stato focalizzato sullo studio dello schema “light sail” in cui un bersaglio ultrasottile è accelerato dalla pressione di radiazione dell’impulso laser; una campagna di simulazione dedicata (basata su un grant di supercalcolo concesso dal network PRACE) ha messo in luce sia un regime di alto guadagno, accessibile col laser a 10 PW previsto nel progetto infrastrutturale europeo ELI, che lo sviluppo di instabilità di Rayleigh-Taylor stimolate da effetti plasmonici. Abbiamo inoltre collaborato ai primi esperimenti che hanno dato evidenza preliminare del regime di light sail e indicato la strada verso al sua ottimizzazione.
Simulazione tridimensionale dell'accelerazione