Nome do Projeto
Fenômenos Não-Lineares em Interações Laser-Plasma
Ênfase
PESQUISA
Data inicial - Data final
08/06/2013 - 07/06/2018
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra - Física - Física de Plasmas e Descargas Elétricas
Resumo
Um tópico que tem atraído ativamente a atenção de muitos pesquisadores recentemente é a interação de lasers super intensos com a matéria. Com o avanço tecnológico é possível a construção de lasers que produzem pulsos de intensidades muito grandes e de duração muito curta. O problema que estamos interessados em investigar está no estudo teórico da interação desses lasers muito intensos com alvos materiais. Devido à grande intensidade dos pulsos lasers, a matéria fica ionizada e pode ser tratada como um plasma durante toda a interação. Desse modo a resposta ótica do meio é determinada pelo movimento dos elétrons livres. De um modo geral, as interações de lasers super intensos com plasmas proporcionam um laboratório de testes desafiador para a física não-linear. Em regimes de alta intensidade, as interações laser-plasma são altamente não-lineares e relativísticas, conduzindo uma diversidade de fenômenos físicos. Neste projeto focamos principalmente no problema da propagação de pulsos eletromagnéticos intensos em plasmas, nos regimes dinâmicos de interesse para a aceleração de partículas e na análise da dinâmica não linear da interação laser-plasma.
Objetivo Geral
Objetivos Gerais:
Avançar na compreensão da interação de lasers super intensos com meios materiais, especialmente nos casos relevantes para a aceleração de partículas;
Avançar na compreensão de fenômenos não-lineares e instabilidades/complexidade espaço-temporal em sistemas de equações diferenciais parciais não-lineares;
Objetivos Específicos:
Desenvolver modelos teóricos para a descrição da interação laser-plasma no limite fortemente relativístico;
Estudar a interação coletiva de elétrons fortemente relativísticos e efeitos dinâmicos e não-lineares provenientes dessas interações;
Estudar sistematicamente as soluções numéricas das equações diferenciais parciais não-lineares obtidas através da modelagem via teoria dos fluidos;
Estudar/caracterizar as regiões de estabilidade/instabilidade das soluções numéricas das equações diferenciais parciais não-lineares em função de diversos parâmetros de controle;
Estudar a propagação estável de pulsos eletromagnéticos intensos de amplitudes arbitrárias em plasmas;
Identificar tempos característicos onde a propagação dos pulsos se mantém estáveis, sendo assim interessantes para a aceleração de elétrons;
Investigar mecanismos de instabilização da propagação de pulsos eletromagnéticos em plasmas;
Realizar simulações computacionais através do método “partículas em células (PIC)” para simulação de campos wakefield produzidos pela interação laser-plasma;
Realizar um estudo comparativo entre os modelos teóricos baseados na teoria de fluidos e as simulações computacionais via PIC;
Avançar na compreensão da interação de lasers super intensos com meios materiais, especialmente nos casos relevantes para a aceleração de partículas;
Avançar na compreensão de fenômenos não-lineares e instabilidades/complexidade espaço-temporal em sistemas de equações diferenciais parciais não-lineares;
Objetivos Específicos:
Desenvolver modelos teóricos para a descrição da interação laser-plasma no limite fortemente relativístico;
Estudar a interação coletiva de elétrons fortemente relativísticos e efeitos dinâmicos e não-lineares provenientes dessas interações;
Estudar sistematicamente as soluções numéricas das equações diferenciais parciais não-lineares obtidas através da modelagem via teoria dos fluidos;
Estudar/caracterizar as regiões de estabilidade/instabilidade das soluções numéricas das equações diferenciais parciais não-lineares em função de diversos parâmetros de controle;
Estudar a propagação estável de pulsos eletromagnéticos intensos de amplitudes arbitrárias em plasmas;
Identificar tempos característicos onde a propagação dos pulsos se mantém estáveis, sendo assim interessantes para a aceleração de elétrons;
Investigar mecanismos de instabilização da propagação de pulsos eletromagnéticos em plasmas;
Realizar simulações computacionais através do método “partículas em células (PIC)” para simulação de campos wakefield produzidos pela interação laser-plasma;
Realizar um estudo comparativo entre os modelos teóricos baseados na teoria de fluidos e as simulações computacionais via PIC;
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|