Zsukovszkij Konstantin (2026.03.01 - 2026.09.30)

Kivonat: A javasolt kutatás célja a nanoplazmonikus arany nanoantenna-struktúrák és ultraintenzív lézerimpulzusok kölcsönhatásának nagyfelbontású, GPU-gyorsított részecske-cellában (PIC) szimulációja az EPOCH kód alkalmazásával. A számítások a \(10^{17}–10^{19}\) W/cm\(^2\) intenzitástartományban zajló, erősen nemegyensúlyi lézer–anyag kölcsönhatás fizikai mechanizmusait vizsgálják, különös tekintettel a lokális térfelerősítésre, az elektronkilépésre, a töltésszétválás kialakulására és a protonok gyorsítására hidrogénben gazdag közegben. A vizsgálat több antennageometriát foglal magában (dipólusok, kereszt- és Yagi-szerű struktúrák, valamint antennapárok változó távolsággal), hogy feltárja a geometria szerepét az energia lokalizációjában és a részecskegyorsítás hatékonyságában.

A GPU-alapú számítási infrastruktúra lehetővé teszi a nanométeres térbeli felbontást és a nagyszámú makrorészecske alkalmazását, ami elengedhetetlen az extrém térgrádiensek és gyors időskálák pontos leírásához. A szimulációk eredményeinek utófeldolgozása Python-alapú adatkiértékeléssel történik, beleértve a tér- és energiasűrűség-eloszlások, protonenergia-spektrumok, valamint az elektron-depléció és a plazmonikus térdinamika időbeli evolúciójának elemzését. Referencia-szimulációk antenna nélküli konfigurációban is készültek, amelyek kvantitatív alapot szolgáltatnak a nanoantenna-indukált hatások elkülönítéséhez a hagyományos lézer–plazma kölcsönhatástól. A bemutatott számítások már több új fizikai eredményt szolgáltattak, többek között a nanoantenna-geometriák által kiváltott lokális térkoncentráció kimutatását és a protonenergia több nagyságrenddel történő növekedését az antenna nélküli esettel összehasonlítva. A javasolt GPU-erőforrások felhasználása a számítások folytatását, paramétertanulmányok elvégzését és a publikált eredmények további validálását szolgálja, hozzájárulva a nanoengineerelt lézer-céltárgyak fizikai megértéséhez és optimalizálásához.