New frontiers in intense laser-matter interactions
强烈激光与物质相互作用的新领域
基本信息
- 批准号:RGPIN-2021-04373
- 负责人:
- 金额:$ 1.75万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2022
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2022-01-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The Nobel Prize winning technology of Chirped Pulse Amplification (CPA) invented by Prof. Donna Strickland and Prof. Gérard Mourou in 1985 has revolutionized laser-plasma physics through the realization of laboratory-scale laser systems capable of producing high power, femtosecond duration pulses. Such extreme levels of peak power have led to a new generation of bright particle and radiation sources over a broad spectrum of energies and wavelengths, each inheriting femtosecond-scale duration from the driving laser pulse. CPA laser systems can also be used to drive matter into extreme states of temperature and pressure, mimicking those typically found in astrophysical environments, and leading to the observation of new and exotic states of matter on Earth. Understanding the properties and generation of this matter is an essential component of describing the conditions of stellar interiors, including our Sun, and for the development of controlled fusion-energy devices. However, an accurate description of these exotic states remains an experimental and theoretical challenge, significantly complicated by its highly transient nature, requiring experimental diagnostics capable of resolving dynamic processes on the ultra-fast (picosecond-femtosecond) timescale. The proposed research program pursues advanced understanding of high-energy-density states of matter through first-of-their-kind high spectral and temporal resolution experiments, and works toward a new generation of ultrafast probes and inspection techniques using laser-driven particle beams, X-rays and infrared sources to put Canadian research centers and industries at the forefront of laser-based innovations. Further, these advanced laser technologies can be used to develop affordable, flexible and compact multi-MeV electron, proton and gamma-ray radiation sources suitable for medical treatments and applications. This research will provide unique opportunities for the training of highly qualified personnel through regular hands-on experiments with high-intensity laser experimental facilities at the University of Alberta and international collaborations on large-scale laser systems around the world.
Donna Strickland 教授和 Gérard Mourou 教授于 1985 年发明的啁啾脉冲放大 (CPA) 技术荣获诺贝尔奖,通过实现能够产生高功率、飞秒持续时间脉冲的实验室规模激光系统,彻底改变了激光等离子体物理学。如此极端的峰值功率水平催生了新一代明亮粒子和辐射源,其能量和波长范围广泛,每个源都继承了驱动激光器的飞秒级持续时间CPA 激光系统还可用于将物质驱动到极端的温度和压力状态,模拟天体物理环境中常见的情况,并导致观察地球上新的和奇异的物质状态,了解其特性和产生。物质是描述包括太阳在内的高度恒星内部条件以及开发受控聚变能装置的重要组成部分。然而,对这些奇异状态的准确描述仍然是一个实验和理论挑战,由于其瞬态而变得非常复杂。性质,需要能够解决动态过程的实验诊断拟议的研究计划通过首创的高光谱和时间分辨率实验,在超快(皮秒-飞秒)时间尺度上追求对物质高能量密度状态的深入理解,并致力于新一代的研究。使用激光驱动粒子束、X 射线和红外源的超快探针和检测技术使加拿大研究中心和行业处于激光创新的前沿。此外,这些先进的激光技术可用于开发经济实惠、灵活且紧凑的产品。适用于医疗和应用的多兆电子伏电子、质子和伽马射线辐射源这项研究将为通过阿尔伯塔大学高强度激光实验设施进行定期实践实验来培训高素质人员提供独特的机会。以及世界各地大型激光系统的国际合作。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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