Ergodic model for the expansion of spherical nanoplasmas

Peano, F.; Coppa, Gianni; Peinetti, F.; Mulas, Roberta; Silva, L. O.

doi:10.1103/physreve.75.066403

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“…where we assumed the background charge to fill the x < 0 region with uniform density. The corresponding electron Kovalev and Bychenkov (2003); Mora (2003Mora ( , 2005; and Peano et al (2007). 11 A list of papers describing TNSA models mostly based on a static modeling include Albright et al (2006); Lontano and Passoni (2006); Lontano (2004, 2008); ; Robinson et al (2006); and Schreiber et al (2006).…”

Section: Quasi-static Modelsmentioning

confidence: 99%

Ion acceleration by superintense laser-plasma interaction

2013

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Ion acceleration driven by superintense laser pulses is attracting an impressive and steadily increasing\ud effort. Motivations can be found in the applicative potential and in the perspective to investigate novel regimes as available laser intensitieswill be increasing. Experiments have demonstrated, over a wide range\ud of laser and target parameters, the generation of multi-MeV proton and ion beams with unique properties\ud suchas ultrashort duration, high brilliance, and low emittance. An overview is given of the state of the art of\ud ion acceleration by laser pulses aswell as an outlook on its future development and perspectives.The main\ud features observed in the experiments, the observed scaling with laser and plasma parameters, and the main\ud models used both to interpret experimental data and to suggest new research directions are described

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Section: Quasi-static Modelsmentioning

confidence: 99%

Ion acceleration by superintense laser-plasma interaction

2013

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“…The two figures show the excellent agreement between numerical and analytic results. The third case here considered concerns the shock formation in a Coulomb explosion [4,8]. The phenomenon arises when the initial ion distribution is not uniform, in particular if the inner density is larger respect to the outer one.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Gridless particle technique for the Vlasov–Poisson system in problems with high degree of symmetry

Boella

Coppa

D’Angola

et al. 2018

Computer Physics Communications

Self Cite

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In the paper, gridless particle techniques are presented in order to solve problems involving electrostatic, collisionless plasmas. The method makes use of computational particles having the shape of spherical shells or of rings, and can be used to study cases in which the plasma has spherical or axial symmetry, respectively. As a computational grid is absent, the technique is particularly suitable when the plasma occupies a rapidly changing space region.

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“…In the very low temperature limit quasi-neutrality (n e = Zn i ) is implied except for scale-length smaller than the Debye-length, which itself is considered small with respect to the target-size for this mechanism. For such a system with spherical symmetry, solutions have been found in the hydrodynamic approximation [188] (isothermal and adiabatic), directly [189,190] (adiabatic) and in numerical or semi-numerical calculations [191,194] (isothermal and adiabatic). These solutions show a universal ion spectral distribution for t → ∞, because the ion density distribution approaches the same profile over time, independently from the initial ion-density distribution [188,191].…”

Section: Quasi-neutral Expansionmentioning

confidence: 99%

Relativistically Intense Laser–Microplasma Interactions

Ostermayr

2019

Springer Theses

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Diese Arbeit behandelt verschiedene Aspekte der Interaktion von relativistisch intensiven Laserpulsen mit Mikroplasmen. Dafür wurde zunächst eine Paul-Falle entwickelt, welche vollständig isolierte und definierte Mikrokugeln als Ziel für Experimente mit fokussierten Peta-Watt Laser-Pulsen bereitstellt. Solche Interaktionen wurden dann in der Theorie, in numerischen Simulationen und in einer Serie von Experimenten untersucht. Die erste wichtige Beobachtung hierbei war die Erzeugung manipulierbarer Protonenstrahlen mit kinetischen Energienüber 10 MeV. Die Modifikation in den spektralen und räumlichen Verteilungen erfolgte durch die Variation des Beschleunigungsmechanismus. Dies beinhaltet das Auftreten von Protonenstrahlen mit begrenzter spektraler Bandbreite, welcheähnliche Lasergetriebene Quellen in kinetischer Energie und/oder Teilchenfluenzübertreffen. Die relative Bandbreite von 20-25% wird durch die (isotrope) Coulomb Explosion oder durch gerichtete Beschleunigungsprozesse erreicht (Abb. 1a, sec. 5.3 und 5.4). Im zweiten Teil der Ar-Abbildung 1 | Zentrale Ergebnisse. a. Ionenquellen mit limitierter spektraler Bandbreite in dieser Arbeit (rot) im Kontext früherer Experimente mit Laser-Ionen-Beschleunigern (Quellen: [1-10]). Markiert ist je das spektrale Maximum, Fehlerbalken markieren die spektrale Breite (volle Breite bei halbem Maximalwert). b. Beispiel eines bimodalen Röntgen-und Protonenbildes (übereinander registriert). Der Skalenbalken entspricht 1 cm. Intensitäten sind in relativen Skalen angegeben und das Protonenbild wird zu 40% transparent dargestellt. beit wurden Mikronadeln mit Peta-Watt Laser-Pulsen beschossen um Röntgen-und Protonenstrahlen mit jeweils nur einigen Mikrometern effektiver Quellgröße zu erzeugen. Im Röntgenspektrum wurde ein Maximum um 6 keV und messbares Signal bisüber 10 keV beobachtet. Das Protonenspektrum zeigte erneut die quasi-monoenergetische Verteilung mit Peak-Energienüber 10 MeV (Abb. 1a, sec. 6.1). Nach der Charakterisierung der Quelle wurde diese für Bildgebung genutzt. Dabei konnte insbesondere die gleichzeitige Aufnahme von Röntgen-und Protonenbildern mit einem einzelnen Laserschuß gezeigt werden (Abb. 1b). Die Besonderheiten der Quelle erlaubten zudem Röntgenaufnahmen mit starkem Phasen-Kontrast Anteil, sowie die Untersuchung von quantitativen Einzelschuß Protonen-Radiographien.

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Ergodic model for the expansion of spherical nanoplasmas

Abstract: Recently, the collisionless expansion of spherical nanoplasmas has been analyzed with a new

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Ion acceleration by superintense laser-plasma interaction

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Gridless particle technique for the Vlasov–Poisson system in problems with high degree of symmetry

Relativistically Intense Laser–Microplasma Interactions

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