Fascio di protoni accelerati da laser con energie oltre i 10 MeV sono stati ottenuti presso il laboratorio ILIL del CNR-INO di Pisa dalla collaborazione L3IA (CSN5, INFN).
Il fascio è stato ottenuto irraggiando target sottili ad intensità laser di circa 1020 W/cm2, in condizioni di interazione ottimizzate per il processo “target normal sheath acceleration”. L’energia dei protoni è stata misurata utilizzando simultaneamente rivelatori time-of-flight e Thomson parabola, disposti sulla linea di fascio di L3IA. Questo risultato segue quelli annunciati nel 2017 e nel 2018 quando le energie massime misurate erano rispettivamente di 2 MeV e 6 MeV, ed è in linea con le previsioni del progetto basate su accurate simulazioni numeriche messe a punto nell’ambito di un’ampia collaborazione internazionale.
Fondamentale nell’acquisizione di questa ulteriore milestone del progetto L3IA è stata l’attività di sviluppo del sistema laser che, oltre al previsto aumento di potenza, ora stabilmente oltre i 150 TW, ha visto una capillare attività di diagnostica e controllo delle caratteristiche dell’impulso laser, dall’emissione alla focalizzazione sul target.
Per la collaborazione CNR-INFN sull’accelerazione laser
Dario Giove, Luca Labate e Leonida A. Gizzi
Pisa, 16 luglio 2019
Laser-accelerated proton beams with energies above 10 MeV were obtained at the ILIL laboratory of CNR-INO in Pisa from the L3IA collaboration (CSN5, INFN).
The beam was obtained by irradiating thin targets at laser intensities of approximately 1020 W/cm2, in conditions of interaction optimized for the "target normal sheath acceleration" process. The proton energy was measured using simultaneously time-of-flight and Thomson parabola detectors, arranged on the L3IA beamline.
This result follows those announced in 2017 and 2018 when the maximum measured proton energies were 2 MeV and 6 MeV respectively, and is in line with the project plan based on accurate numerical simulations developed in the framework of a broad international collaboration.
Fundamental in the acquisition of this further milestone of the L3IA project was the development of the laser system which, in addition to the expected increase in power, now steadily over 150 TW, has seen a widespread diagnostic and control activity of the spatial and temporal specifications of the laser pulse, from emission to focus on the target.
On behalf of the CNR-INFN collaboration for laser acceleration
Dario Giove, Luca Labate e Leonida A. Gizzi
Pisa, July 16th, 2019
