Proiect finanţat de Bugetul de Stat—MEN

Competiție lansată de IFA

 

Programul: PNCDI III, Programul 5. Subprogramul 5.1 ELI-RO

Tipul proiectului : RO-CERN ELI-NP

Nr. contract:  03-ELI /01.09.2016

 

Durata proiectului: 01.09.2016-31.08.2019

 

Director Proiect: Dr. Valer Toşa

                                                                 Membrii proiectului

 

 

                                          

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

                                               REZUMATUL PROIECTULUI

Principalul obiectiv al proiectului este de a crea instrumente şi metode numerice pentru a:   i) caracteriza combinarea coerentă a două sau mai multe pulsuri laser de femtosecunde în 3+1 dimensiuni şi de a   ii) descrie propagarea pulsurilor ELI-NP în medii ionizante la intensităţi relativiste în 2+1 dimensiuni. Caracterizarea câmpului laser în timp şi spatiu este extrem de importantă şi necesară în realizarea experimentelor bazate pe utilizarea acestora în proiectul ELI-NP. Utilizând această caracterizare, parametrii câmpului laser pot fi controlaţi în timp/ frecvenţă (frecvenţă centrală, durata pulsului, lărgimea de bandă) şi în spaţiu (diametrul razei laser, geometria de focalizare, etc). Pentru a descrie Coherent Beam Combining (CBC, combinarea coerentă a pulsurilor) vom utiliza rezultatele obţinute în proiectul ELI-NP anterior (http://www.itim-cj.ro/eli/index.htm). În particular vom extinde metoda de calcul dezvoltată în acest proiect de la un puls şi 2+1 dimensiuni (plan transversal + timp/ frecvenţă) la trei sau mai multe pulsuri şi 3+1 dimensiuni, prin includerea şi a direcţiei de propagare. Am demonstrat deja că pentru un puls laser obţinem valori reale ale amplitudinii şi fazei câmpului în planul focal utilizând valorile măsurate într-un plan înaintea focarului. Prin extinderea metodei la 3+1 dimensiuni vom putea descrie fronturile de una din structura pulsului şi vom putea combina două sau mai multe astfel de fronturi de undă în diferite geometrii. Al doilea obiectiv major al proiectului este de a dezvolta o metodă pentru rezolvarea propagării pulsurilor laser în medii ionizante până la intensităţi la care efectele relativiste devin importante. Versiunea curentă a modelării, dezvoltată în cadrul proiectului ELI-NP anterior, permite intensităţi de până la 1016 W/cm2 în care sunt incluse ionizări multiple, însă indicele de refracţie al mediului conţine doar termenul de defocalizare a plasmei. Scopul nostru este de a include termeni adiţionali în indicele de refracţie, astfel încât să ţinem seama de fluctuaţiile densităţii de electroni, modularea fazei relativiste proprii, structurările longitudinale, focalizarea transversală şi împrăştierea Raman. Includerea acestor efecte ne va permite descrierea cazurilor de propagare până la intensităţi de 1018 W/cm2, ceea ce înseamnă a0<1. Principalul beneficiu al rezolvării propagării la nivel de ciclu optic va fi posibilitatea estimării efectelor de propagare în timp şi spaţiu, care pot afecta caracteristicile pulsului în cicluri optice la intensităţi mult mai mari utilizate în experimentele ELI-NP. Întrevedem astfel aplicaţii de control a divergenţei razei laser date de o propagare atent descrisă într-un gaz ionizant. Tăria câmpului şi distribuţia electronică în partea iniţială a pulsului pot fi incluse ca valori în calculele de tip “particle in cell”, care sunt utilizate pentru experimente de modelare la intensităţi de ordinul 1022-1023 W/cm2.

INCDTIM