ELITAS

ELITAS

Projekt ELITAS (Pokročilé simulační nástroje pro ELI Beamlines) je zaměřen na nástroje pro simulaci extrémních hodnot elektromagnetického pole a fyziku plazmatu s nelineárním přenosem energie, a dále na vizualizační nástroje pro simulaci těchto přístupů.

Termín realizace projektu: 1. 6. 2017 – 31. 12. 2019

Registrační číslo projektu: CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001793

Vznikající výzkumná zařízení s vysoce výkonnými lasery, jako je ELI Beamlines, budou čelit novým výzvám spojeným s prediktivními simulacemi. Tyto výzvy souvisejí jednak s technologickou stránkou a jednak s novými fyzikálními jevy. Navrhovaný výzkumný program projektu ELITAS (Pokročilé simulační nástroje pro ELI Beamlines) se zaměřuje na tři základní otázky týkající se vysoce výkonných laserových zařízení.

  • Intenzita zaostřeného 10 petawattového (PW) laserového pulsu bude vyšší než 1022 W/cm2 a může dosáhnout až 1024 W/cm2. Při těchto extrémních hodnotách elektromagnetických polí musí být do kinetických simulací odpovídajícím způsobem zahrnuty nové fyzikální jevy, jako jsou radiační reakce nebo tvorba elektron-pozitronových párů (s následným vznikem kaskády), a musí být přizpůsobena numerická stránka algoritmů.
  • Každý laserový systém má omezený kontrast. To způsobuje, že PW lasery mají nezanedbatelný předpuls, který vytváří v materiálu počáteční podmínky před interakcí s hlavním laserovým impulsem, např. umístění kritické hustoty a vytvoření podkritického plazmatu před terčem. Fyzika tohoto plazmatu je určena nelokálním přenosem tepelné energie a energie záření. Správná simulace těchto podmínek je velmi náročná. Tyto fyzikální procesy jsou velmi důležité také ve výzkumu inerciálního udržení termojaderné fúze (ICF).
  • Vizualizace výsledků simulací je nezbytná pro jejich lepší pochopení i pro popularizační a výukové aktivity moderní vědy. Složitost a velikost simulačních dat vyžaduje nové metody jejich vizualizace a prezentace způsobem, který bude přístupný i laické veřejnosti.

Každé z výše uvedených tří témat představuje jeden směr plánovaného výzkumného programu. Projekt také úzce souvisí s již probíhajícím úsilím o vytvoření místního výkonného výpočetního centra ELI Beamlines, jehož cílem bude podpora při plánování a průběhu experimentů a vývoji technologií. Kromě toho je program vizualizace spojen s již úspěšně realizovaným projektem virtuální Beamline (VBL) centra ELI Beamlines.

Projekt je hrazen z Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání v gesci Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy.

Vedoucí projektu: Stefan Andreas Weber; stefan.weber@eli-beams.eu