Ricerc@Sapienza

Lo scopo di questo progetto di ricerca è lo studio dell' interazione di target composti da materiali porosi, detti Foam, con laser di alta potenza, caratterizzando il plasma che viene generato e valutando le possibili applicazioni di tale materiale in diversi ambiti. Le Foam presentano una struttura porosa con cavità separate da filamenti, o membrane, solide con dimensioni più piccole rispetto ai pori che le circondano. La loro struttura fortemente non omogenea induce un peculiare meccanismo di assorbimento, in particolare la radiazione laser penetra più in profondità rispetto al corrispondente materiale solido e ha luogo un processo di omogeneizzazione nel quale i filamenti solidi evaporano creando plasma che va a riempire le cavità circostanti. In tali condizioni, l'assorbimento non coinvolge solamente lo strato superficiale del materiale ma riguarda una parte considerevole del volume. questo fatto aumenta l'efficienza dell'assorbimento e di conseguenza la temperatura e l'emissione di radiazione da parte del plasma generato.
Queste loro proprietà ne hanno fatto un materiale interessante sia per la fusione inerziale, dove possono essere impiegati come ablatori per ridurre la formazione delle instabilità parametriche e aumentare l'efficienza della compressione, sia nell'accelerazione laser plasma, dove fornirebbero un migliore accoppiamento laser-bersaglio.

Il nostro progetto prevede la caratterizzazione di questo materiale in regimi di interazione diversi. I bersagli, di cui saranno variati parametri caratterizzanti come densità, spessore e composizione chimica, saranno irraggiati sia con un laser al nanosecondo (Laser ABC, ENEA), sia con laser al femtosecondo (Laser ALLS, INRS).
I principali aspetti che verranno studiati saranno il meccanismo di assorbimento, l'emissione di radiazione e il ruolo giocato dalle foam nell' incrementare l'energia delle particelle (elettroni, protoni e ioni) in diversi schemi di accelerazione laser-plasma.