• Nessuna parola chiave trovata

In questa tesi si prende in esame un modello analitico per l'accelerazione di un bersaglio sottile di plasma per effetto della pressione di radiazione di un'onda elettromagnetica di altissima intensità. Questo concetto ha interesse
attuale come schema promettente per la generazione efficiente di ioni ad alta energia, ottenuti utilizzando impulsi laser ultrabrevi e superintensi. Tale regime di accelerazione è detto anche di "Light Sail" per l'analogia col
concetto di "vele solari" per la propulsione interstellare.
Il modello è basato sull'approssimazione del profilo di densità del foglio supersottile con una funzione delta di Dirac. Con tale approssimazione, la riflettività del foglio e la pressione di radiazione su di esso possono essere
calcolate anche tenendo conto delle nonlinearità che si originano dal moto relativistico degli elettroni per alte intensità dell'onda incidente. Successivamente si studia qual è la pressione di radiazione subìta dal foglio sottile di plasma quando viene irraggiato da un impulso laser ultra-intenso e viene scritta in funzione della sua riflettività.
La pressione di radiazione è in grado di accelerare il foglio, di cui viene quindi ricavata l'equazione del moto. Questa può essere risolta esplicitamente quando si possono trascurare le correzioni relativistiche alla riflettività, mentre, se ciò non è possibile, si riesce comunque a darne la soluzione in forma implicita. In particolare è stata ottenuta un'espressione inedita per la velocità del foglio sottile in funzione dell'energia dell'impulso laser e della densità superficiale del bersaglio, che tiene conto della parziale riflettività di quest'ultimo.
E' stata poi studiata l'esistenza di un valore ottimale dello spessore per ottenere le energie più elevate possibile per una data energia dell'impulso. Esso nasce dal compromesso tra la riduzione dello spessore del bersaglio, ovvero della sua densità superficiale, e la diminuzione correlata della sua riflettività che riduce la pressione di radiazione. Nel caso di basse intensità si riesce a trovarne l'espressione analitica, mentre nel caso di intensità relativistiche ne viene data la soluzione implicita.
E' stata discussa la validità e l'ambito di applicazione del modello, in particolare studiando gli effetti di forte separazione di carica tra elettroni e ioni che avviene a causa della pressione di radiazione.
Sono infine stati confrontati i risultati analitici con valori ottenuti da simulazioni.