MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017164369
■00520250211152954
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798384042181
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31631073
■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005632
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aDiIorio,  Stephen  Edward.
■24510▼aOn  the  Role  of  Ionization  Physics  in  Intense  Laser-Plasma  Interactions
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a209  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Thomas,  Alexander  G.  R.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aIonization  is  critical  in  the  formation  and  evolution  of  plasma  dynamics;  collisional  ionization,  in  particular,  is  an  often  overlooked  source  of  electrons  when  dealing  with  laser-plasma  interactions.  It,  however,  plays  a  crucial  role  in  understanding  the  complex  plasma  kinetics,  ranging  from  cold  and  sparse  astrophysical  settings  to  hot  and  dense  fusion  systems.  This  dissertation  presents  a  new,  deterministic  algorithm  that  adds  collisional  ionization  physics  to  particle-in-cell  (PIC)  codes.  This  algorithm  offers  improved  accuracy,  achieving  up  to  two  orders  of  magnitude  decrease  in  the  error  of  the  ionization  rate  calculations  versus  the  alternatives,  scales  linearly  in  execution  time  with  the  number  of  macro-particles  per  cell,  and  was  rigorously  tested  for  physical  correctness.  The  first  simulation  study  we  present  using  this  new  algorithm  examines  a  method  of  measuring  the  collisional  relaxation  time  of  a  plasma  with  picosecond  resolution  through  the  evolution  of  short-pulse  laser-generated  plasma.  We  describe  the  evolution  of  a  two-temperature  plasma,  created  due  to  above-threshold  ionization,  that  expands  from  ∼1  μm  to  a  radius  of  ≈50  μm  and  is  sustained  due  to  the  balancing  currents  of  these  "hot",  500  eV,  and  "cold",  100  eV,  electrons.  Our  second  study  offers  a  model  and  supporting  simulations  for  the  stable  generation  of  low  divergence  (≤20  mrad)  proton  beams  from  a  novel  liquid  sheet  target.  Through  the  generation  of  a  cold  electron  plasma  (≲100  eV)  via  proton-impact  ionization  of  a  background  water  vapor,  these  proton  beams  drive  a  single  filament  Weibel  instability,  which  causes  the  rapid  growth  of  an  azimuthal  magnetic  field  that  focuses  these  protons  over  long  distances  (cm  scale).  These  studies  provide  a  novel  look  at  laser-plasma  interactions  that  explore  the  dynamics  of  collisional  ionization  and  its  interplay  with  the  plasma  kinetics  and  are  in  good  agreement  with  experimental  data.  Finally,  our  algorithm  offers  an  alternative  means  of  simulating  collisional  ionization  inside  a  PIC  framework  that  could  easily  be  expanded,  along  with  its  described  benefits,  to  include  any  other  ionization  or  recombination  scheme  a  user  may  desire.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aPlasma  physics
■650  4▼aComputational  physics
■653    ▼aCollisional  ionization
■653    ▼aPlasma
■653    ▼aParticle-in-cell
■690    ▼a0759
■690    ▼a0605
■690    ▼a0216
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164369▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서