Studium elektronových hustot a spontánních magnetických polí s využitím vícekanálové komplexní interferometrie
ID projektu:GA19-24619S
Poskytovatel:Grantová agentura České republiky
Období:01.01.2019 - 31.12.2021
Příjemce - koordinátorÚstav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., Praha
Hlavní řešitel:Ing. Dostál Jan, Ph.D.
Spolupříjemce / hl. řešitel(é):Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, České vysoké učení technické, Praha -- Ing. Milan Kuchařík, Ph.D.

Cíle projektu: Navrhovaná unikátní metoda sub-pikosekundového sondování dovolí detailně studovat vývoj velmi rychlých, jinými metodami nerozlišitelných, hydrodynamických procesů v libovolných fázích interakce sub-ns impulsu jodového laseru a fs impulsu Ti:Safírového laseru s různými terčíky. Zvláštní pozornost bude věnována měření spontánně generovaných magnetických polí metodou komplexních interferometrie vyvinutou předkladatelem projektu. Zaznamenané komplexní interferogramy budou vyhodnoceny pomocí vytvořeného originálního softwaru. Dvoudimenzionální cylindrické fluidní simulace poslouží k návrhu a interpretaci experimentů. Výsledné profily parametrů plazmatu budou též sloužit jako počáteční podmínky pro podrobné simulace parametrických nestabilit metodou Particle-In-Cell. Získané výsledky budou užitečné pro výzkum inerciální fúze, fyziky vysokých hustot energií a laboratorní astrofyziky.

Související výsledky:

Pisarczyk T., Renner O., Dudžák R., Chodukowski T., Rusiniak Z., Dostál J., Krupka M., Klír D., Domański J., Krása J., Singh S., Cikhardt J., Batani D., Santos J., Burian T., Ehret M., Gajdoš P., Zaras-Szydłowska A., Rosinski M., Tchórz P., Kustosz M., Vlachos Ch., Ospina-Bohórquez V., Jelínek Š., Kocourková G., Agrawal S., Borodziuk S., Krůs M., Juha L.: Strongly magnetized plasma produced by interaction of nanosecond kJ-class laser with snail targets. Plasma Physics and Controlled Fusion 65 [5] (2023) č. článku 055015. [ Link ]

Nikl J., Kuchařík M., Weber S.: High-order curvilinear finite element magneto-hydrodynamics I: A conservative Lagrangian scheme. Journal of Computational Physics 464 [September] (2022) č. článku 111158. [ Link ]

Bohlin H., Brack F.E., Červeňák M., Chodukowski T., Cikhardt J., Dostál J., Dudžák R., Hübner J., Huo W. Y., Jelínek Š., Klír D., Kroll F., Krupka M., Krůs M., Pisarczyk T., Rusiniak Z., Schramm U., Nguyen-Bui T. H., Weber S., Zaraś-Szydłowska A., Zeil K., Kumar D., Schlegel T., Tikhonchuk V.: Laser-generated supersonic plasma jets and shocks in a transverse magnetic field. Plasma Physics and Controlled Fusion 64 [8] (2022) č. článku 085003. [ Link ]

Pisarczyk T., Renner O., Dudžák R., Chodukowski T., Rusiniak Z., Domanski J., Badziak J., Dostál J., Krupka M., Singh S., Klír D., Ehret M., Gajdoš P., Zaras-Szydłowska A., Rosinski M., Tchórz P., Szymanski M., Krása J., Burian T., Pfeifer M., Cikhardt J., Jelínek Š., Kocourková G., Batani D., Batani K., Santos J., Vlachos Ch., Ospina-Bohórquez V., Volpe L., Borodziuk S., Krůs M., Juha L.: Influence of the magnetic field on properties of hot electron emission from ablative plasma produced at laser irradiation of a disc-coil target. Plasma Physics and Controlled Fusion 64 [11] (2022) č. článku 115012. [ Link ]

Krupka M., Krása J., Singh S., Dostál J., Dudžák R., Burian T., Kálal M., Pfeifer M., Cikhardt J., Klír D., Řezáč K., Pisarczyk T., Chodukowski T., Rusiniak Z., Krůs M., Juha L.: Ablation instability experimentally observed on the thin foil metal target surface during its irradiation by terawatt laser. EPS 2021: 47th European Physical Society Conference on Plasma Physics. Vol. 45A. Mulhouse: European Physical Society, 2021, č. článku P1.2023. ISBN 979-10-96389-13-1. [ Link ]
[47th EPS Conference on Plasma Physics. Virtual Conference, 21.06.2021-25.06.2021)]

Krupka M., Singh S., Pisarczyk T., Dostál J., Kálal M., Krása J., Dudžák R., Burian T., Jelínek Š., Chodukowski T., Rusiniak Z., Krůs M., Juha L.: Design of modular multi-channel electron spectrometers for application in laser matter interaction experiments at Prague Asterix Laser System. Review of Scientific Instruments 92 [2] (2021) č. článku 023514. [ Link ]

Kuchařík M., Nikl J., Limpouch J.: Second-Order Magnetic Field Generation Model for Lagrangian and ALE Plasma Simulations. AIP Conference Proceedings. Vol. 2849. College Park: AIP Publishing, 2023, Roč. 2849, č. 1 (2023), č. článku 030003. ISSN 0094-243X. [ Link ]
[International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics 2021. Sheraton Rhodes Resort (GR), 20.09.2021-26.09.2021]

Gaus L., Bischoff L., Bussmann M., Cunningham E., Curry C. B., Juncheng E., Galtier E., Gauthier M., Laso García A., Garten M., Glenzer S., Grenzer J., Gutt C., Hartley N. J., Huang L., Hübner U., Kraus D., Lee H. J., McBride E.E., Metzkes-Ng J., Nagler B., Nakatsutsumi M., Nikl J., Ota M., Pelka A., Prencipe I., Randolph L., Rödel M., Sakawa Y., Schlenvoigt H. P., Šmíd M., Treffert F., Voigt K., Zeil K., Cowan T.E., Schramm U., Kluge T.: Probing ultrafast laser plasma processes inside solids with resonant small-angle x-ray scattering. Physical Review Research 3 [4] (2021) č. článku 043194. E. [ Link ]

Kucharik M., Limpouch J., Nikl J.: Development of ALE hydrodynamic code for laser-plasma interactions with self-generated magnetic fields. 47th EPS Conference on Plasma Physics. Vol. 45A. Mulhouse: European Physical Society, 2021, 2021-June (2021), s. 337-340. ISBN 979-10-96389-13-1. [ Link ]
[47th EPS Conference on Plasma Physics. Virtual Conference (ES), 21.06.2021-25.06.2021]

Nikl J., Kuchařík M., Weber S.: Lagrangian magneto-hydrodynamics based on curvilinear finite elements. 14th WCCM-ECCOMAS Congress 2020. Barcelona: International Center for Numerical Methods in Engineering, 2021 - (Chinesta, F.; Abgrall, R.; Allix, O.; Kaliske, M.; Néron, D.), Roč. 300 (2021), s. 186-192. ISSN 2696-6999. [ Link ]
[14th WCCM-ECCOMAS Congress 2020. online (ES), 11.01.2021-15.01.2021]

Nikl J., Kuchařík M., Weber Stefan A.: Self-generated magnetic fields modelling within high-order Lagrangian magneto-hydrodynamics. Europhysics Conference Abstracts. Vol. 45A. Mulhouse: European Physical Society, 2021, č. článku P1.2022. ISBN 979-10-96389-13-1. [ Link ]
[47th European Physical Society Plasma Physics Conference. online (FR), 21.06.2021-25.06.2021]

Jach K., Pisarczyk T., Stepniewski W., Swierczynski R., Krása J., Chodukowski T., Rusiniak Z., Zaraś-Szydłowska A., Dostál J., Dudžák R., Juha L., Kochetkov Iu., Krupka M., Borodziuk S.: 2D MHD simulation of spontaneous magnetic fields generated during interaction of 1315.2-nm laser radiation with copper slabs at 10sup16/sup W/cmsup2/sup. Physics of Plasmas 28 [9] (2021) č. článku 092704. [ Link ]

Giuffrida L., Belloni F., Margarone D., Petringa G., Milluzzo G., Scuderi V., Velyhan A., Rosinski M., Picciotto A., Kuchařík M., Dostál J., Dudžák R., Krása J., Catalano R., Tudisco S., Istokskaia V., Verona C., Jungwirth K., Bellutti P., Korn G., Cirrone G.A.P.: High-current stream of energetic ? particles from laser-driven proton-boron fusion. Physical Review E 101 [1] (2020) č. článku 013204. [ Link ]

Limpouch J., Tikhonchuk V.T., Dostál J., Dudžák R., Krupka M., Borisenko N.G., Nikl J., Akunets A.A., Borisenko L.A., Pimenov V.G.: Characterization of residual inhomogeneities in a plasma created by laser ionization of a low-density foam. Plasma Physics and Controlled Fusion 62 [3] (2020) č. článku 035013. [ Link ]

Pisarczyk T., Kálal M., Gus'kov S. Y., Batani D., Renner O., Santos J., Dudžák R., Zaras-Szydłowska A., Chodukowski T., Rusiniak Z., Dostál J., Krása J., Krupka M., Kochetkov Iu., Singh S., Cikhardt J., Burian T., Krůs M., Pfeifer M., Cristoforetti G., Gizzi L.A., Baffigi F., Antonelli L., Demchenko N.N., Rosinski M., Terwińska D., Borodziuk S., Kubeš P., Ehret M., Juha L., Skála J., Korneev P.: Hot electron retention in laser plasma created under terawatt subnanosecond irradiation of Cu targets. Plasma Physics and Controlled Fusion 62 [11] (2020) 1-15, č. článku 115020. [ Link ]

Zaraś-Szydłowska A., Pisarczyk P., Chodukowski T., Rusiniak Z., Dudžák R., Dostál J., Kálal M., Kochetkov Iu., Krupka M., Borodziuk S., Pisarczyk P.: Implementation of amplitude-phase analysis of complex interferograms for measurement of spontaneous magnetic fields in laser generated plasma. AIP Advances 10 [11] (2020) č. článku 115201. [ Link ]

Krupka M., Krása J., Dudžák R., Cikhardt J., Kálal M., Burian T., Klír D., Řezáč K., Dostál J., Pfeifer M., Pisarczyk T., Chodukowski T., Rusiniak Z.: Comprehensive diagnostics of hot electron emission from plasmas produced by sub-nanosecond terawatt laser on thin foil metal targets. Journal of Instrumentation 14 [12] (2019) č. článku C12003. [ Link ]