Interacción láser-plasma

Información

CódigoCarácterCréditos:PeriodicidadLugarProfesores
304332Optativa3 ECTSSemestre 2Universidad de Salamanca

Centro de Láseres Pulsados (CLPU)
Camilo Ruiz

Luca Volpe

Sentido de la materia en el plan de estudios

En esta materia se describirán las características fundamentales de la interacción láser-plasma, sus diferentes regímenes de interacción y las aplicaciones más relevantes.

El rápido avance de la tecnología láser permite la producción de altas intensidades en el laboratorio y con ello el estudio de la interacción no lineal láser plasma. En la asignatura revisaremos los siguientes temas.

  • Conceptos básicos de física de plasmas.
  • Introducción a la teoría de plasmas generados por láseres intensos.
  • Modelo de dos temperaturas.
  • Simulaiones numéricas para plasmas generados por láser.
  • Interacción con pulsos láser de nanosegundo, picosegundo y femtosegundo.
  • Plasma subdensos: Ondas de plasma lineales y no lineales. Mecanismos de absorción.
  • Plasmas superdensos: Mecanismos de absorción electrónica y iónica.
  • Aceleradores de plasma: Aceleración de electrones en medios subdensos.
  • Aceleradores de plasma: Aceleración de electrones e iones en medios superdensos.
  • Aceleradores de plasma: Fuentes de rayos X.
  • Fusión por confinamiento inercial, ignición rápida.

Estos temas adquieren relevancia puesto que actualmente la investigación en esta área es muy activa. Además, el láser de PW del Centro de Láseres Pulsados CLPU permitirá investigar este tipo de sistemas a través de la cátedra de láser-plasma en el CLPU.

Recomendaciones previas

Se recomienda haber superado las asignaturas obligatorias del primer semestre. Asimismo es recomendable un mínimo nivel de inglés para poder acceder a la bibliografía más relevante.

Objetivos de la asignatura

  • Identificar los diferentes regímenes de interacción láser-plasma.
  • Identificar los parámetros relevantes del plasma, del láser y de las partículas emitidas. Se dará especial importancia a las aplicaciones de las interacciones láser-plasma.
  • Resolver problemas sencillos de interacción láser-plasma.
  • Correr simulaciones conectadas con la física de láser-plasma (Particle-In-Cell, Linetics and Hydrodynamics codes).
  • Interpretar la bibliografía especializada sobre el tema.

Contenidos

  • Dinámica de partículas cargadas en campos electromagnéticos intensos.
  • Dinámica de plasmas sometidos a pulsos láser.
  • Estudio de los distintos regímenes de la interacción: absorción colisional y no colisional.
  • Diferencias entre plasmas subdensos y superdensos.
  • Diferentes parámetros del pulso laser (intensidad, duración temporal del pulso, contraste).
  • Aplicaciones y fuentes secundarias.

Competencias

Básicas y generales: CB6, CB7, CB10, CG1

Específicas: CE4

Metodologías docentes

Horas dirigidas por el profesor

Horas de trabajo autónomo

HORAS TOTALES

Horas presenciales.

Horas no presenciales.

Sesiones magistrales

16

27

43

Prácticas en aula

4

8

12

Prácticas en aula de informática 2 6 8
Actividades de seguimiento online 2 10 12

TOTAL

24

51

75

 

 

 

 

 

 

 

 

Recursos

Libros de consulta para el alumno

  • The Physics of Laser Plasma Interaction, William L. Kruer, Westview Press. 2003.
  • Short Pulse Laser Interactions With Matter: An Introduction, Paul Gibbon Ed. Imperial College. 2007.
  • A Superintense Laser-Plasma Interaction Theory Primer. Authors: Andrea Macchi Ed. Springer. 2013.
  • Principle of Plasma diagnostics , J. H. Hutchinson , Second Edition 2002, Cambridge
  • Peter Mulser, Dieter Bauer, «High Power Laser-Matter interaction» Springer 2010.

Otras referencias bibliográficas

Bases de datos y revistas electrónicas suscritas por la universidad y de uso libre.

Evaluación

En esta materia son actividades evaluables todos los trabajos, ejercicios y presentaciones de los mismos sobre los diferentes contenidos tratados. También será evaluable la participación activa en las clases magistrales y prácticas.

Instrumentos de evaluación

  • Cuestionarios en la plataforma Moodle.
  • Informes de las sesiones de simulación.
  • Exposiciones de los alumnos.
  • Tareas y ejercicios.

Criterios de evaluación

Para la evaluación de esta asignatura se tendrá en cuenta la participación y el aprovechamiento de las prácticas (20% de la nota final), la entrega de informes de las prácticas de laboratorio y de ejercicios de las prácticas de simulación (40% de la nota) y el resultado de un ejercicio escrito (40% de la nota).

Recomendaciones para la evaluación

La adquisición de los conocimientos y competencias en esta materia exige que el estudiante participe de forma activa en las actividades propuestas. Se recomienda una amplia utilización de las tutorías.

Recomendaciones para la recuperación

En la recuperación se utilizarán los mismos instrumentos de evaluación anteriormente citados.

adminInteracción láser-plasma