Gli specchi al plasma mettono a fuoco la ricerca sul laser
L'amplificazione di luce mediante emissione stimolata della radiazione, semplicemente LASER, ha trovato un gran numero di applicazioni da quando è stata scoperta negli anni '60. I laser sono indispensabili, dal taglio dei metalli all'identificazione degli obiettivi nemici fino alla chirurgia interna e cosmetica. Questi dispositivi ottici non fanno altro che emettere luce, ma questa luce è uno stretto raggio coerente. La coerenza in parole semplici descrive un raggio laser composto di onde luminose della stessa lunghezza, fase e polarizzazione. Da questa proprietà fondamentale del laser derivano molte delle sue importanti applicazioni, se non tutte. Per tracciare particelle elementari che si muovono a velocità vicine a quelle delle luce e che si scontrano producendo altre particelle elementari esotiche sono necessari dei raggi laser di intensità ultraelevata e con pulsazioni della durata di (10[-15]s) femtosecondi. La produzione di pulsazioni brevi di elevata intensità è sfortunatamente accompagnata da luce incoerente emessa spontaneamente. Il fenomeno noto come emissione spontanea amplificata (ASE) si manifesta dinamicamente specialmente nel fronte di salita di queste pulsazioni a femtosecondi ultraintense. La riduzione dell'effetto ASE e la messa a fuoco del raggio laser sono stati gli obiettivi del progetto SHARP. L'obiettivo è stato raggiunto con successo grazie agli specchi al plasma. Dopo una singola riflessione su uno specchio al plasma rivestito di materiale anti-riflessione, il contrasto dei raggi è aumentato di oltre 102, con un'efficacia superiore del 60% e conservando la sua buona qualità. Ma per il regime relativistico, quando l'intensità del raggio deve superare 1018 watt per centimetro quadrato, sono necessari due specchi al plasma. Con questa configurazione, il contrasto del raggio è stato aumentato di molto ed è stato ottenuta una chiara macchia focale. Un codice idrodinamico di semplice utilizzo è stato sviluppato per descrivere la dinamica dello specchio al plasma ed è disponibile a richiesta. Sono inoltre stati pubblicati i risultati e le descrizioni dettagliate degli esperimenti del progetto in riviste scientifiche altamente accreditate.
