Tesi di LAUREA SPECIALISTICA
TitoloStudio di modelli per l accelerazione di ioni mediante impulsi laser ultraintensi e ultrabrevi
Data2009-04-20
Autore/iBertagna, Luca
RelatorePassoni, M.
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AbstractQuesto lavoro di tesi si inquadra nell ambito dello studio dell interazione tra radiazione elettromagnetica intensa e materia. In particolare si studia il fenomeno, relativamente recente, dell accelerazione degli ioni che si osserva a seguito dell interazione tra impulsi laser ultraintensi (intensità maggiori di 1018 W/cm2) ultrabrevi (durata inferiore al ps) e bersagli solidi. Negli ultimi anni la ricerca in questo campo ha subito, è il caso di dirlo, una notevole accelerazione e siamo ora davanti ad una probabile svolta: con l avvento dei nuovi laser, nei prossimi mesi e anni potrebbero essere raggiunte energie degli ioni talmente elevate da permettere la progettazione di un loro utilizzo per varie applicazioni, tra cui le più importanti appaiono essere nel campo della fusione inerziale e delle applicazioni medicali (adroterapia e produzione di radioisotopi per la PET). Durante questo lavoro di tesi, si sono svolte anche due importanti conferenze sul tema, cui ha partecipato il professor Passoni, relatore della tesi, presentando alcuni risultati ottenuti: International Conference on Ultrahigh Intensity Lasers, tenutasi a Shanghai-Tongli (Cina) dal 27 al 31 ottobre 2008 e Second International Symposium on Laser-Driven Relativistic Plasmas Applied to Science, Industry and Medicine, tenutasi presso il Kansai Photon Science Institute (KPSI) of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) in Kizugawa (Giappone) dal 19 al 23 gennaio 2009. In particolare la seconda conferenza è stata occasione per un intenso confronto e scambio di idee con vari ricercatori sperimentali, da cui è emerso un signi cativo interesse per il modello studiato in questo lavoro di tesi, interesse motivato dalla forte somiglianza tra gli scaling sperimentali e quelli previsti dal modello. Questo feedback ha portato alla stesura di un articolo, scritto in collaborazione col gruppo sperimentale diretto da Philippe Martin presso il CEA (Saclay, Francia): M. Passoni, L. Bertagna, T. Ceccotti, P. Martin, Proton Maximum Energy Cuto Scaling Laws For Bulk Targets, American Institute of Physics conference proceedings, in stampa. Per quanto riguarda l aspetto di simulazioni, per questo lavoro di tesi è stato utilizzato un piccolo script in Matlab per lo studio dell energia massima e dello spettro degli ioni accelerati (capitoli 4 e 5), mentre per la parte di confronto tra i modelli relativistico e ultrarelativistico (capitolo 3) si è utilizzato il software COMSOL.