Comunicazione

Fusione termonucleare controllata ed accelerazione laser-plasma di elettroni e ioni.

Giulietti D.
  Venerdì 15/09   15:30 - 18:30   Aula A208   I - Fisica nucleare e subnucleare
Fin dal primo esordio delle sorgenti laser, le alte intensità di radiazione raggiungibili hanno fatto intravedere la possibilità di una loro utilizzazione nell'ambito della fusione termonucleare controllata (Inertial Confinement Fusion, ICF). Molti gruppi di ricerca si sono impegnati in esperimenti dedicati all'approfondimento di questa nuova branca della fisica, impiegando nella stragrande maggioranza dei casi il laser a Nd, fatto lavorare nella così detta modalità Q-switching, con impulsi della durata del nanosecondo ed energia da qualche Joule a milioni di Joule, come nel caso delle maggiori infrastrutture dedicate al raggiungimento delle condizioni per l'ICF. L'avvento dei laser ad impulsi ultra-corti (Ti:Sapphire) e soprattutto della tecnica che ne permette l'amplificazione (CPA), consentendo di raggiungere potenze (e quindi intensità sul fuoco) prima inimmaginabili anche per i più grandi sistemi laser, ha portato quegli stessi gruppi ad interessarsi dei meccanismi di accelerazione di elettroni e ioni nei plasmi. Lo spostamento nell'orizzonte degli interessi scientifici di quei gruppi è la conseguenza del naturale instaurarsi di favorevoli condizioni per l'accelerazione, dovute alla brevità dell'impulso ed alle alte intensità raggiungibili. Nell'arco di poco più di un decennio sono state sviluppate nuove tecniche di accelerazione basate su plasmi prodotti da laser, che hanno consentito, con sistemi laser di dimensioni contenute, di accelerare elettroni fino ad alcuni GeV e ioni ad alcune decine di MeV/a.m.u., con gradienti di campo fino a centinaia di GeV/m. La disponibilità di sorgenti di particelle così energetiche, ha a sua volta aperto nuove possibilità negli studi sui processi di fusione nucleare indotti dall'irraggiamento laser, in cui il laser diventa il mezzo con cui accelerare quei nuclei gli uni contro gli altri ad energie di decine o centinaia di keV consentendone la fusione. Esperimenti di questo genere sono ormai stati compiuti con successo da diversi gruppi, mettendo in evidenza anche come in questo modo si possano realizzare sorgenti impulsate di neutroni mono-energetici di elevatissima brillanza.