Descrizione del progetto
Svelare i segreti dell’accelerazione delle particelle cariche
L’accelerazione delle particelle e la radiazione nei plasmi sono processi dotati di un enorme potenziale, dalla terapia contro il cancro all’innesco dei fulmini, passando per la produzione di energia. Tuttavia, la comprensione delle complessità di questo fenomeno rappresenta ancora una sfida formidabile. Il progetto PLASMA, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, costruirà un insieme flessibile di modelli teorici e numerici. Svelando i misteri della dinamica delle particelle veloci nei plasmi di fusione magnetica e in quelli prodotti con il laser, il progetto intende far luce sulle intricate interazioni che regolano il comportamento delle particelle cariche. Mediante l’adozione di un approccio stratificato che combina teoria e numerica, questo sforzo interdisciplinare promette di rivoluzionare la nostra comprensione dell’accelerazione delle particelle, spianando la strada a notevoli progressi nella ricerca scientifica. Nel complesso, l’obiettivo del progetto è quello di inaugurare una nuova era nella fisica del plasma.
Obiettivo
Particle acceleration and radiation in plasmas has a wide variety of applications, ranging from cancer therapy and lightning initiation, to the improved design of fusion devices for large scale energy production. The goal of this project is to build a flexible ensemble of theoretical and numerical models that describes the acceleration processes and the resulting fast particle dynamics in two focus areas: magnetic fusion plasmas and laser-produced plasmas. This interdisciplinary approach
is a new way of studying charged particle acceleration. It will lead to a deeper understanding of the complex interactions that characterise fast particle behaviour in plasmas. Plasmas are complex systems, with many kinds of interacting electromagnetic (EM) waves and charged particles. For such a system it is infeasible to build one model which captures both the small scale physics and the large scale phenomena. Therefore we aim to develop several complementary models, in one common framework, and make sure they agree in overlapping regions. The common framework will be built layer-by-layer, using models derived from first principles in a systematic way, with theory closely linked to numerics and validated by experimental observations. The key object of study is the evolution of the velocity-space particle distribution in time and space. The main challenge is the strong coupling between the distribution and the EM-field, which requires models with self-consistent coupling of Maxwell’s equations and kinetic equations. For the latter we will use Vlasov-Fokker-Planck solvers extended with advanced collision operators. Interesting aspects include non-Maxwellian distributions, instabilities, shock-wave formation and avalanches. The resulting theoretical framework and the corresponding code-suite will be a novel instrument for advanced studies of charged particle acceleration. Due to the generality of our approach, the
applicability will reach far beyond the two focus areas.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
412 96 Goteborg
Svezia