Descrizione del progetto
Ricerca sull’accelerazione al plasma per applicazioni avanzate ad alta energia
La fisica delle alte energie si trova in una situazione di stallo: il prossimo collisore di particelle costerà miliardi. L’accelerazione al plasma potrebbe ridurre le dimensioni e i costi dei futuri acceleratori, ma c’è una differenza tra ciò che essa può fare e ciò che serve. La strategia europea per la fisica delle particelle prevede un’intensificazione della ricerca sugli acceleratori al plasma e un impianto dimostrativo intermedio. Il progetto SPARTA, finanziato dal CER, intende risolvere due sfide principali nell’accelerazione al plasma: raggiungere livelli di alta energia collegando più stadi dell’acceleratore senza compromettere la qualità del fascio e stabilire un processo di accelerazione stabile. L’obiettivo è quello di fornire l’accesso a fasci stabili di elettroni ad alta energia a una frazione del costo attuale, portando a progressi innovativi nell’elettrodinamica quantistica a campo forte (SFQED).
Obiettivo
High-energy physics is headed for an impasse: the next particle collider will cost several billion euros, and while designs have been ready for a decade, they are so expensive that no host country has come forward—a problem that will soon impact progress in the field.
Plasma acceleration is a novel technology promising to fix this issue—with accelerating fields 1000 times larger than in conventional machines, the size and cost of future accelerators can be drastically reduced. However, there is a gap between what current plasma accelerators can do and what the next collider requires. Therefore, a recent R&D roadmap (European Strategy for Particle Physics) calls for intensified plasma-accelerator research, as well as an intermediate demonstrator facility.
SPARTA tackles two basic problems in plasma acceleration: to reach high energy by connecting multiple accelerator stages without degrading the accelerated beam, and to do so in a stable manner. Access to stable, high-energy electron beams at a fraction of today’s cost will enable ground-breaking advances in strong-field quantum electrodynamics (SFQED), an important near-term experiment that doubles as a demo facility.
I have proposed two concepts for overcoming these problems: nonlinear plasma lenses for transport between stages, and a new mechanism for self-stabilization. Can these concepts be realized in practice?
Making use of numerical simulations and beam-based experiments at international accelerator labs, this project has 3 objectives:
1. Develop nonlinear plasma lenses experimentally;
2. Investigate self-stabilization, theoretically and experimentally;
3. Design a plasma-accelerator facility for SFQED.
Reaching this goal will not only impact high-energy physics, producing advances in SFQED and as a major step toward realizing a collider, but also society at large: applications of high-energy electrons, from bright x-ray beams to advanced cancer treatments, will all become significantly more affordable.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
0313 Oslo
Norvegia