![Page 1: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/1.jpg)
Simulace laserového urychlování částic na
superpočítačích1V. Skála, 2V. Lahuta, 3J. Hrubeš, 3P. Tácha
1Gym. Jaroslava Vrchlického, Klatovy2Masarykovo gymnázium, Vsetín
3SPŠ strojní a elektrotechnická, České Budějovice
Katedra fyzikální elektroniky, FJFI ČVUT v Praze
![Page 2: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/2.jpg)
Osnova
Úvod
Princip
Způsob pozorování
Rozbor naměřených hodnot
Výhody nevýhody
Využití
Závěr
Poděkování
Reference
![Page 3: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/3.jpg)
Úvod
Vrámci týdne vědy jsme zkoumali chování plazmatu při průchodu laserového paprsku.
![Page 4: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/4.jpg)
Princip
Při průchodu laserového paprsku plazmatem jsme zjistili, že se za pulzem vytváří bublina, která neobsahuje elektrony. Elektrony se následně protnou v zadní části bubliny a následně je část elektronů urychlena následkem vtažení dovnitř do bubliny. Tato bublina se vytváří s každým pulzem ale při každém pulzu se zmenšuje.
![Page 5: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/5.jpg)
Urychlení elektronů
![Page 6: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/6.jpg)
Způsob pozorování
Tento experiment jsme simulovali v programu Epoch a výsledky jsme vykreslovali v programu Visit. Výpočty jsme prováděli na velmi výkonných počítačích.
![Page 7: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/7.jpg)
Elektrické pole
Měřily jsem elektrické pole kolem impulzu, které je velmi důležité pro vlastní urychlení částic a zobrazovali model tohoto pole.
![Page 8: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/8.jpg)
Hustota částic
Hustota částic je důležitá pro výsledný efekt laserového urychlování.
![Page 9: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/9.jpg)
Energie částic
Energie částic je nejdůležitějším parametrem laserového urychlování částic. Při naší simulaci jsme dosáhli energie 1GeV.
![Page 10: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/10.jpg)
Výhody a nevýhody
Výhody: ve svazku je více částic, kompaktní rozměry, cena, přesné aplikování
Nevýhody: impulz svazku je velmi krátký, málo stabilní a energie elektronů jsou zatím menší než u urychlovačů jiného typu
![Page 11: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/11.jpg)
Využití
V budoucnu by mohla tato technologie nahradit v současnosti používané elektronové urychlovače částic v oblastech výzkumu a případně v lékařství a technologii.
![Page 12: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/12.jpg)
Závěr
Ze zkoumaných simulací jsme vypozorovali, že elektrony je možné urychlit pomocí laserového paprsku, které se dají poté využít k dalším účelům, ale tato technologie ještě není zcela vyvinuta tak, aby se mohla srovnávat s dnešními urychlovači částic.
![Page 13: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/13.jpg)
Poděkování
Děkujeme týdnu vědy za možnost prozkoumání a panu Ondřeji Klimovi za podporu a pomoc při bádání.
![Page 14: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/14.jpg)
Reference
J. Vyskočil: Simulace urychlování elektronů při interakci krátkých laserových impulzů s plynem, bakalářská práce FJFI ČVUT 2009.
Visit: https://wci.llnl.gov/codes/visit/
Epoch: http://ccpforge.cse.rl.ac.uk/gf/project/epoch/
Obrázky:
http://goo.gl/kyUA3W
http://goo.gl/8C2UT4
http://goo.gl/4mI1xw
http://goo.gl/hwdnOg
http://goo.gl/nuem6O
![Page 15: Simulace laserového urychlování částic na superpočítačích](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062518/56814021550346895dab7e6e/html5/thumbnails/15.jpg)
Děkujem za pozornost