Alle onde elettroniche nei plasmi sono associati campi elettrostatici di grande ampiezza polarizzati nella direzione di propagazione e con velocità di fase prossima alla velocità della luce. Queste proprietà rendono i plasmi particolarmente adatti all’accelerazione di particelle cariche, con gradienti di accelerazione ordini di grandezza maggiori dei campi acceleranti negli acceleratori convenzionali. 
La ricerca in questo settore negli ultimi anni ha compiuto numerosi passi in avanti e ha raggiunto importanti risultati attraverso lo sviluppo di schemi di accelerazione che differiscono sia per il particolare regime di eccitazione delle onde di plasma sia per il particolare meccanismo di iniezione degli elettroni nell’onda. Grazie ai molteplici progressi in questi settori, l’accelerazione laser-plasma sta gradualmente diventando un solido approccio all’accelerazione di particelle ad alto gradiente. Attualmente la ricerca si muove velocemente verso la dimostrazione delle applicazioni di questa classe di acceleratori di particelle alle sorgenti di radiazione.
EuPRAXIA è un progetto finanziato nell’ambito del programma quadro H2020 dedicato ad uno studio di fattibilità della prima infrastruttura al mondo basata su un acceleratore al plasma in grado di fornire un fascio laser di alta qualità e linee di fascio per utenti. Questa infrastruttura si pone come un passo intermedio importante tra i recenti esperimenti dimostrativi in laboratorio e i futuri innovativi acceleratori compatti al plasma per applicazioni scientifiche, industriali e mediche. Il Laboratorio di Irraggiamento con Laser Intensi ha un duplice ruolo nel progetto. La prima attività riguarda lo sviluppo dello schema concettuale del laser PW-kW alla base dell’istallazione EuPRAXIA. La seconda attività consiste nello sviluppo di un nuovo schema di accelerazione laser-wakefield in grado di generare pacchetti di elettroni relativistici di alta qualità.
Pubblicazioni recenti del gruppo ILIL nell’ambito del progetto EuPRAXIA
[1] R. W. Assmann, et al, including from ILIL: F. Brandi, G. Bussolino L. A. Gizzi, P. Koester, L. Labate, D. Terzani, P. Tomassini, EuPRAXIA Conceptual Design Report, The European Physical Journal Special Topics 229, 3675–4284 (2020); https://doi.org/10.1140/epjst/e2020-000127-8
[2] P. A. P. Nghiem , R. Assmann, A. Beck, A. Chance, E. Chiadroni, B. Cros, M. Ferrario, A. Ferran Pousa, A. Giribono, L. A. Gizzi, B. Hidding, P. Lee, X. Li, A. Marocchino, A. Martinez de la Ossa, F. Massimo , G. Maynard, A. Mosnier, S. Romeo, A. R. Rossi, T. Silva , E. Svystun, P. Tomassini, C. Vaccarezza, J. Vieira, and J. Zhu, Toward a plasma-based accelerator at high beam energy with high beamcharge and high beam quality, Phys. Rev. Acc. Beams 23 , 031301 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.23.031301
[3] P. Tomassini, D. Terzani, F. Baffigi, F. Brandi, L. Fulgentini, P. Koester, L. Labate, D. Palla and L. A. Gizzi, High-quality 5 GeV electron bunches with resonant multi-pulse ionization injection, Plasma Physics and Contr. Fusion, 62, 014010 (2020); https://doi.org/10.1088/1361-6587/ab45c5
[4] Davide Terzani, Pasquale Londrillo, Paolo Tomassini, and Leonida A Gizzi, Numerical implementation of a hybrid PIC-fluid framework in laser-envelope approximation Journal of Physics Conference Series, 4th European Advanced Accelerator Concepts Workshop 15-20 September 2019, Isola d’Elba, Italy. Edited by A. Cianchi et al., https://doi.org/10.1088/1742-6596/1596/1/012062
5] Paolo Tomassini, Davide Terzani, Luca Labate, Guido Toci, Antoine Chance, Phu Anh Phi Nghiem, and Leonida A. Gizzi , High quality electron bunches for a multistage GeV acceleratorwith resonant multipulse ionization injection, Phys. Rev. Acc. beams 22 , 111302 (2019); https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.22.111302[6] Fernando Brandi and Leonida Antonio Gizzi, Optical diagnostics for density measurement in high-quality laser-plasma electron accelerators, High Power Laser Sci. and Eng. 7, e26 (2019); https://doi.org/10.1017/hpl.2019.11
[7] L.A. Gizzi, P. Koester, L. Labate, F. Mathieu, Z. Mazzotta, G. Toci and M. Vannini, Lasers for Novel Accelerators, Journal of Physics Conference Series, 10TH INTERNATIONAL PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE (2019), https://doi.org/10.1088/1742-6596/1350/1/012157
[8] P. Tomassini, S. De Nicola, L. Labate, P. Londrillo, R. Fedele, D. Terzani, F. Nguyen, G. Vantaggiato, L.A. Gizzi, High-quality GeV-scale electron bunches with the Resonant Multi-PulseIonization Injection, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 909 , 1-4 (2018); https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.03.002
[9] G. Vantaggiato, L. Labate, P. Tomassini, L.A. Gizzi, Modelling of pulse train generation for resonant laser wakefield acceleration using a delay mask,
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 909 , 114 (2018); https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.02.024
[10] L.A. Gizzi, P. Koester, L. Labate, F. Mathieu, Z. Mazzotta, G. Toci, M. Vannini, A viable laser driver for a user plasma accelerator, Nuclear Instruments and Methods, A, 909, 58-66 (2018); https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.02.089
[12] Paolo Tomassini, Sergio De Nicola, Luca Labate, Pasquale Londrillo, Renato Fedele, Davide Terzani, and Leonida A. Gizzi, The resonant multi-pulse ionization injection, Physics of Plasmas 24, 103120 (2017); https://doi.org/10.1063/1.5000696
