Università di Pisa - ILIL

alla fase dell’onda. Questo processo è tanto più efficiente quanto maggiore è
l’oscillazione longitudinale degli elettroni attorno alla posizione di equilibrio.
In particolare gli elettroni subiscono una spinta in avanti nella parte iniziale
dell’impulso, corrispondente al fronte di salita; nella parte finale dell’impulso,
sul fronte di discesa, la spinta è opposta. L’oscillazione sarà massima se il
passaggio del fronte di discesa avviene quando l’elettrone si trova a passare
dalla posizione di equilibrio, ovvero se è verificata la condizione
L L = λ p
2
(16)
in cui L L è la lunghezza dell’impulso laser e λ p è la lunghezza dell’onda di
plasma.
Con questa tecnica l’accelerazione è limitata, in condizioni lineari di propagazione
(bassa densità), dalla lunghezza di Rayleigh, ovvero la lunghezza
lungo la quale il laser resta focalizzato. Per aumentare il percorso di accelerazione
è necessario quindi fare si che l’onda di plasma si propaghi in condizioni
forzate o non lineari per lunghezze molto maggiori di quelle di Rayleigh [17].
Lo sviluppo della tecnica di amplificazione di impulsi laser nota come
Chirped Pulse Amplification cpa ha permesso di ottenere impulsi ai picosecondi
con potenza di qualche TW. Un impulso con queste caratteristiche
non è in grado di eccitare un’onda per scia laser perché è troppo lungo e
quindi non soddisfa l’equazione 16. Tuttavia l’elevata potenza è in grado
di eccitare un’onda elettronica di plasma che si propaga relativisticamente
attraverso un’instabilità dovuta a scattering Raman [19]. Questo metodo
di accelerazione è noto come scia laser automodulata (Self Modulated Laser
WakeField Acceleration, smlwfa) [19].
Fra le varie tecniche di accelerazione di elettroni in plasmi guidati da
laser, il lwfa e smlwfa sono quelle che hanno ottenuto i maggiori risultati.
Nel laboratorio per l’irraggiamento con laser intensi (Intense Laser Irradiation
Laboratory, ilil) appartenente all’Istituto dei Processi Chimico Fisici
(ipcf) del cnr di Pisa si svolgono attualmente esperimenti di accelerazione
di elettroni inviando un impulso laser della durata di 65fs e con potenza di
≈ 2TW su un gas di He o N con una pressione di decine di bar. Sono stati
ottenuti pacchetti di elettroni con energia di qualche MeV.
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