Questa attività si focalizza sullo studio dell'interazione tra la radiazione elettromagnetica e la materia. Le caratteristiche dell'interazione dipendono dalle proprietà fisiche della radiazione elettromagnetica considerata, come l'intensità, l'energia, la lunghezza d'onda, ecc., e, per le applicazioni, dalla capacità di produrre e controllare queste proprietà. L'introduzione della tecnica Chirped Pulse Amplification (CPA) ha permesso di incrementare l'intensità degli impulsi laser fino a valori dell'ordine di 10²⁰-10²¹ W/cm² di accedere a regimi di potenze dell'ordine del petawatt (10¹⁵ W). All'aumentare dell'intensità è possibile accedere a regimi completamente nuovi di interazione tra la radiazione elettromagnetica e la materia, di estremo interesse sia teorico sia per le potenziali applicazioni realizzabili. In questo regime gli effetti relativistici diventano fondamentali e influenzano significativamente le caratteristiche non lineari dell'interazione. Questi processi sono accompagnati dalla generazione di fenomeni di estremo interesse come ad esempio la produzione di impulsi di raggi x , la generazione di campi elettrici e magnetici di elevatissima intensità, di fasci energetici di elettroni, ioni e neutroni, e la realizzazione di reazioni nucleari indotte dall'interazione.

In questo ambito, nel laboratorio Nanolab si conducono attività di ricerca principalmente teorica riguardanti i seguenti temi:

- sviluppo di modelli analitici per la descrizione della fisica dei solitoni elettromagnetici relativistici nei plasmi.

- sviluppo di modelli analitici per la descrizione del processo di produzione di ioni energetici mediante interazione tra impulsi laser ultraintensi e bersagli solidi.

Pubblicazioni selezionate:

• M. Passoni and M. Lontano
  Theory of Light-Ion Acceleration Driven by a Strong Charge Separation
  Physical Review Letters 101, (11) 115001 (2008)

• M. Lontano, M. Passoni,
  Ultraintense electromagnetic radiation in plasmas,
  in Progress in Ultrafast Intense Laser Science,
  Springer's review book series, Vol I, pag. 167-186 (2006)

• S. Weber, M. Lontano, M. Passoni , C. Riconda, V.T. Tikhonchuk
  Plasma cavitation and standing solitons dut to stimulated Brillouin pulsations,
  Physics of Plasmas 12 , 112107 (2005)
  Selected for the Virtual Journal of Ultrafast Science

• M. Passoni , V.T. Tikhonchuk, M. Lontano, V.Yu. Bychenkov
  Charge separation effects in solid targets and ion acceleration with a two-temperature electron distribution, Physical Review E , 69 , 026411 (2004)
  Selected for the Virtual Journal of Ultrafast Science

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