18–24 Sept 2022
Hotel Hermitage, La Biodola Bay, Isola d'Elba, Italy
Europe/Rome timezone

Experimental and theoretical characterization of very long plasma source for plasma-based particle accelerators

19 Sept 2022, 19:15
1h
Sala Elena - Hotel Hermitage

Sala Elena - Hotel Hermitage

Poster (student) Poster Session

Speaker

Lucio Crincoli (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)

Description

Innovative particle accelerators based on plasma technology allow a drastic reduction in size, thanks to the high acceleration field established inside plasmas, created and confined by particular devices. Plasma wake-field acceleration experiments are performed at the SPARC LAB test facility by using devices consisting in gas-filled capillaries, in which the plasma formation is achieved by ionizing the hydrogen gas through high voltage pulses. In this work, the experimental and theoretical characterization of a 400 mm long plasma source is presented, which represents the testing of the first plasma source for the EuPRAXIA@SPARC_LAB project. Its exceptional length of 400 mm makes it one of the world’s largest plasma sources for particle accelerators based on the high voltage ionization technique. The 3D-printed capillary is characterized by means of the spectroscopic technique based on the Stark broadening method, which allows to measure the evolution of the plasma density profile along the main plasma channel. In addition to the experimental analysis, the CFD software OpenFoam is used to simulate the dynamics of the neutral gas from its entrance inside the capillary to the ionization instant.

Primary author

Lucio Crincoli (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)

Co-authors

Maria Pia Anania (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Sahar Arjmand (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Mostafa Behtouei (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Marco Bellaveglia (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Angelo Biagioni (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Enrica Chiadroni (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Alessandro Cianchi (University of Rome Tor Vergata and INFN) Gemma Costa (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Martina Del Giorno (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Giampiero Di Pirro (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Zeinab Ebrahimpour (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Mario Galletti (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Luca Giannessi Giannessi (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Anna Giribono (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Pasqualina Iovine (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Valerio Lollo (LNF) Andrea Mostacci (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Tommaso Napolitano (LNF) Donato Pellegrini (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Riccardo Pompili (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Stefano Romeo (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Vladimir Shpakov (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Angelo Stella (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Cristina Vaccarezza (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Fabio Villa (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Arie Zigler Massimo Ferrario (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)

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