RD3

Departamentul Experimente Laser

Activitatea departamentului LDED se axează pe studiul fenomenelor de fizică nucleară induse de interacția laser-materie. Este preconizat ca aceste cercetări să poată conduce la o serie de noi aplicații tehnologice, în diverse domenii interdisciplinare. Începând cu 2019, eforturile departamentului se concentrează pe implementarea configurațiilor experimentale în trei zone dedicate: E1, E5 și E6. Fiecare din ele va găzdui câte o cameră de interacție de mari dimensiuni, echipată cu instrumente si echipamente specializate, aflate în curs de realizare.

Mai multe detalii

Laserele de mare putere vor produce fluxuri de particule încărcate electric, raze gamma și neutroni de energie înaltă, cu câteva ordine de mărime mai mari decât cele care pot fi obținute în prezent cu ajutorul tehnologiei acceleratoarelor RF. În zona experimentală E1 din cadrul ELI-NP, aceste fluxuri intense și de scurtă durată vor fi utilizate pentru studiul fenomenelor de fizică nucleară, cum ar fi:

Producerea nucleelor exotice grele bogate în neutroni, prin inițierea de reacții secvențiale în plasmă (fisiune-fuziune)
Modificarea puterii de stopare nucleară pentru fascicule intense de particule încărcate electric în care deccelerarea ionilor va fi dominată de fenomene colective
Modificarea secţiunilor de captură nucleară în condiții de plasmă fierbinte și densă, induse de laserul de mare putere, în scopul simulării condițiilor astrofizice
Excitări și dezexcitări nucleare în condiții de plasmă care conduc la modificări ale duratelor efective de viață a izotopilor și posibil ale altor observabile

Intensitățile laser extrem de mari care vor putea fi obținute la ELI-NP vor crea câmpuri electrice și magnetice ultraînalte, permițând astfel explorarea electrodinamicii cuantice în regimuri noi. Proiectele pe termen scurt și lung vizează:

Studiul cuantic al radiației creată de electronii generați de plasmă și accelerați la energii de ordinul GeV
Producerea abundentă de perechi electroni-pozitroni și raze gama intense și energetice rezultate din interacția pulsurilor laser cu electronii accelerați
Producerea perechilor de electroni-pozitroni din vid ultrainalt, în focusul interacției laser prin cataliză cu radiaţie gama de înaltă energie (obiectiv pe termen lung)

Zona experimentală E5 vizează în principal domeniul științei materialelor și al biologiei în medii cu condiții extreme de radiație, având ca scop principal dezvoltarea aplicațiilor industriale, medicale și pentru societate. Studiile prevăzute sunt relevante pentru a înțelege:

Degradarea materialelor utilizate la realizarea următoarei generații de acceleratoare de particule și reactoare de fuziune sau fisiune
Interacția sistemelor biologice cu un model de radiație cu multiple componente ionice și fotonice având spectru larg al energiei, cu relevanță pentru îmbunătățirea radioprotecției biologice în cadrul misiunilor spațiale și posibil pentru radioterapia cancerelor

Razele X și gama vor juca un rol central la nivelul studiilor de fizică fundamentală dar și al aplicațiilor societale ale centrului de cercetare ELI-NP. Surse intense și coerente spațial de raze X și gama vor fi produse prin interacția laserului având o putere de ordinul PW cu materia. Scopul laboratorului de raze X este acela de a dezvolta noi instrumente și metode experimentale utilizând această radiație, adaugând și o deschidere importantă unor direcții noi de cercetare fundamentală și aplicativă. Principalele direcții de cercetare-dezvoltare ale acestei unități vizează: dezvoltarea diagnozei pe bază de raze X și gama pentru interacția laser-țintă, a aplicațiilor de imagistică biomedicală cu raze X, a fizicii fundamentale precum și a experimentelor de optică cu raze X și gamma.

Principala provocare cu care se confruntă oamenii de știință în privinţa măsurării fenomenelor nucleare induse de laser este dată de scala extrem de rapidă a fenomenelor fizice studiate, ceea ce face dificilă colectarea datelor experimentale cu electronica modernă ce are propriile limitări la intervalul picosecundelor. Astfel, pentru a permite aflarea energiilor particulelor cu durată de viață ultra-scurtă și ale pulsurilor de radiație, trebuie dezvoltat un tip complet nou de detectori care să permită o măsurare a intensităților luminoase, ale particulelor și radiațiilor gama produse prin interacții realizate cu ajutorul laserelor de putere. Laboratorul de instrumentație are rolul de a permite dezvoltarea unor astfel de detectori de ultimă generație. Lista acestora cuprinde, printre altele, o Parabolă Thomson nou proiectată pentru măsurarea energiilor protonilor care depășesc 200 MeV și un spectrometru de raze gama și electroni pentru intervalul 5-100 MeV. Este prevăzută de asemenea realizarea unui spectrometru dedicat radiației gama cu energie mai mică de 20 MeV. În plus, laboratorul va dezvolta și optimiza diagnostica bazată pe activare, instrumentație standard pentru activitatea de cercetare cu lasere de mare putere.

Dan STUTMAN Dan STUTMAN Head of "Laser Driven Experiments Department"
# Name Position Info
2 Florin NEGOIȚĂ Research Scientist II
3 Mihail CERNĂIANU (Deputy Head) Engineer
4 Petru GHENUCHE Research Scientist III (Deputy Head)
5 Klaus Michael SPOHR Research Scientist
6 Julien FUCHS Research Scientist
7 Domenico DORIA Research Scientist II
8 Bogdan DIACONESCU Research Scientist II
9 Theodor ASAVEI Research Scientist III
10 Viorel NĂSTASĂ Research Scientist III
11 Etele MOLNAR Research Scientist III
12 Florin ROTARU Research Scientist III
13 Marius GUGIU Research Scientist III
14 Septimiu BĂLĂȘCUȚĂ Research Scientist III
15 Sophia CHEN Research Scientist III
16 Deepak SANGWAN Post-doctoral Research Assistant
17 Harjit Singh GHOTRA Post-doctoral Research Assistant
18 Stanimir KISYOV Post-doctoral Research Assistant
19 Lucian TUDOR PhD Student
20 Dragoș POPESCU PhD Student
21 Nicoleta SAFCA Engineer
22 Matei TĂTARU Engineer
23 Dan ALEXANDRESCU Secretary
Media Gallery
This section is under construction. Sorry for the inconvenience!

Contact Us

office.ldedeli-np.ro

(+4)021.404.23.01

Publications: