Home

Accelerators Laboratory

Multidisciplinary research using charged particle beams

Laser de 1 PW (sus) si camera de interactie (jos)

LAPLACE

Laserul CETAL PW este o facilitate ultramoderna, unica în lume, ce oferă oportunități de utilizare a pulsurilor laser de femtoseconde cu putere de până la 1 PW. Construit pe tehnologia Ti-Safir laserul poate furniza pulsuri cu o energie de 25 J si cu o durată de 25 fs, la o frecvență de repetiție de 0,1 Hz și lungimea de undă λ = 800 nm. O tehnologie de ultima generatie propusa pentru accelerarea electronilor la viteze ultrarelativiste este bazata pe folosirea pulsurilor laser ultrascurte de mare putere. Aceastea produc o plasma total ionizata intr-un mediu gazos in interiorul careia separarea sarcinilor electrice (ion si electroni) face posibila accelerarea electronilor la energii similar cu cele obtinute in acceleratoarele liniare clasice (LINACS), insa pe distante doar de ordinul zecilor de milimetri. Acest proces este posibil numai prin focalizarea intr-un spot de dimensiuni micrometrice a pulsurilor laser ultascurte. Proiectul are ca obiectiv principal accelerarea electronilor la energii de sute de MeV si pana la 1 GeV intr-un jet de gaz obtinut de la o valva rapida sau de la o celula de gaz. Fascicolul laser este focalizat de către o oglinda parabolica de tip off-axis (OAP). În focar frontul undei pulsului laser împinge lateral electronii din interiorul plasmei create avand o densitate n_e ~ 10¹⁷ -10¹⁹ cm^-3 și produce o zona de tip wake (" bula "), cu un câmp electric intens (~ 10⁶-10⁹ V/cm ). Electronii ejectati initial de catre forta ponderomotoare a pulsului laser sunt reinjectati în aceasta „bula” și sunt apoi accelerati la energii de sute de MeV.

Publicatii

Buget proiect: 667.263 RON

Detalii implementare proiect

Director de proiect: Dr. Catalin M Ticos, INFLPR

Responsabil UB: Conf. Dr. Mircea Bulinski

Perioada de implementare: 30 iunie 2014 - 30 iunie 2016

Rezultate preliminare

European Physical Society Meeting – EPS 2015, Lisabona, Portugalia, 22-26 iunie 2015:

· Abstract in curs de trimitere

Institutul de Fizica Atomica (IFA)

Contract #E06, Program Romania-CERN (ELI-NP), Competitia 2014

Instituție coordonatoare: INFLPR

Partener: Universitatea din Bucuresti (UB), Facultatea de Fizica

· Simulari numerice ale devierii electronilor in camp magnetic

· Simulari de tip particle in cell (PIC) ale accelerarii electronilor in plasma

· Achizitii de componente si instalarea acestora in camera de interactie (valva ultrarapida de gas cu controller, linie de gaz (heliu), etc)

· Proiectarea si realizarea unui detector de electroni ultrarelativisti bazat pe fibre scintilatoare si fotomultiplicator de tip grid

1. Realizarea configuratiei experimentale pentru producerea de fascicule de electroni, care include jetul de gaz, celula de gaz și circuitele pentru formarea preplasmei

2. Prima demonstrație de accelerare a electronilor cu puls laser focalizat in plasma produsa într-un jet de gaz la un nivel intermediar de energii, de ordinul a 10-100 MeV.

3. Demonstrarea accelerarii de electroni la energii de peste 500 MeV și ajungând la 1 GeV intr-o celula de gaz cu curgere controlota.

4. Controlul accelerarii electronilor prin focalizarea intr-o plasma preformata pentru a obtine o eficienta mai mare de accelerare.