Επιτάχυνση σωματιδίων με τη χρήση διάταξης laser υψηλής έντασης και ο ρόλος της αεριοδυναμικής

Περίληψη

Η επιτάχυνση σωματιδίων με τη χρήση ενός υπερ-ισχυρού λέιζερ εξετάζεται σε αυτή τη διατριβή. Όταν ένα υπέρ-ισχυρό λέιζερ, με πολύ μικρή διάρκεια παλμού εστιάζεται σε συνθήκες κενού σε ένα πίδακα αερίου, τότε ο μηχανισμός Laser WakeField Acceleration (LWFA) λαμβάνει χώρα και ηλεκτρόνια επιταχύνονται στην κατεύθυνση διάδοσης του λέιζερ, φτάνοντας ενέργειες εκατοντάδων MeV. Ταυτόχρονα, καθώς τα ηλεκτρόνια ταλαντώνονται, εκπέμπουν φωτόνια στην περιοχή ακτίνων-χ, μια ακτινοβολία γνωστή ως Βήτατρον. Ο ρόλος του αερίου στους 2 παραπάνω μηχανισμούς είναι σημαντικός. Στα πλαίσια αυτής της διατριβής σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν ακροφύσια για να διαμορφώσουν τη ροή του αερίου κατά τη διεξαγωγή του πειράματος. Ο σχεδιασμός έγινε με βάση υδροδυναμικές προσομοιώσεις. Τα ακροφύσια κατασκευάστηκαν με τη μέθοδο 3διάστατης εκτύπωσης και αξιολογήθηκαν με τη μέθοδο της συμβολομετρίας. Στη συνέχεια κάποια από αυτά χρησιμοποιήθηκαν σε πειράματα για την επιτάχυνση σωματιδίων.

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

Particle acceleration can be achieved by the use of high-power, ultra-short laser pulses. When such a pulse is focused in a gaseous target under high vacuum conditions, electrons are accelerated in the MeV range at the laser propagation direction. The acceleration is based on a mechanism known as Laser WakeField Acceleration (LWFA). Simultaneously electrons oscillate in the wakefield and emit x-ray photons. This radiation is known as Betatron and is also directional. The gas profile plays a very important role in both LWFA and Betatron mechanisms. In this dissertation new nozzles have been designed, to guide the gas flow during the experiment. Based on Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations the nozzles were then constructed via 3D printing. Their performance was evaluated via interferometry and afterwards, some of them were used for particle acceleration experiments.

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

DOI
10.12681/eadd/55607
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/55607
ND
55607
Εναλλακτικός τίτλος
Particle acceleration using a high intensity laser facility and the role of gas dynamics
Συγγραφέας
Ανδριανάκη, Γεωργία (Πατρώνυμο: Μιχαήλ)
Ημερομηνία
2023
Ίδρυμα
Πολυτεχνείο Κρήτης. Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
Εξεταστική επιτροπή
Νικολός Ιωάννης
Ταταράκης Μιχαήλ
Παπαδογιάννης Νεκτάριος
Δελής Ανάργυρος
Αραμπατζής Γεώργιος
Καρατζάς Γεώργιος
Δημητρίου Βασίλειος
Επιστημονικό πεδίο
Φυσικές ΕπιστήμεςΦυσική ➨ Φυσική ρευστών και πλάσματος
Λέξεις-κλειδιά
Επιτάχυνση ηλεκτρονίων; Αλληλεπίδραση ύλης με λέιζερ; Ακροφύσια
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Αγγλικά
Άλλα στοιχεία
εικ., πιν., σχημ., γραφ.
Στατιστικά χρήσης
ΠΡΟΒΟΛΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΞΕΦΥΛΛΙΣΜΑΤΑ
Αφορά στο άνοιγμα του online αναγνώστη για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΕΙΣ
Αφορά στο σύνολο των μεταφορτώσων του αρχείου της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
ΧΡΗΣΤΕΣ
Αφορά στους συνδεδεμένους στο σύστημα χρήστες οι οποίοι έχουν αλληλεπιδράσει με τη διδακτορική διατριβή. Ως επί το πλείστον, αφορά τις μεταφορτώσεις.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.