Ionization and excitation of atomic and molecular gases exposed to intense extreme ultraviolet radiation: theory and experiment
Project goals
Photoionization in gases exposed to intense short-wavelength radiation plays an important role in astrophysics, planetology, fusion research, and the development of 4th generation short-wavelength sources. For several decades, photoionization of gases has been studied using sources of ionizing electromagnetic radiation with low peak brightness (e.g., Henke?s tubes, synchrotron radiation sources, etc.). The recent advent of extreme ultraviolet (XUV) and soft X-ray (SXR) lasers made it possible to study photoionization of isolated atoms and molecules, as well as collective processes (e.g., instabilities, recombination, etc.) in the photoionized gas, with high-amplitude, ultra-high-frequency electromagnetic radiation. The project deals both with theoretical and experimental investigations of the ionization and excitation dynamics in atomic and molecular gases exposed to nanosecond and femtosecond pulses of radiation with a wavelength of 50 nm and intensities of 109-1016 W/cm2 delivered by a capillary discharge laser and a free-electron laser, respectively.
Keywords
laser-matterinteractionintenseextremeultra-violetradiationphotoionizationphotoexcitationrecombinationinstabilitiesionizedgasisolatedspeciescollectiveeffectscomputationalsimulationsabinitiocalculationsquantumdynamics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P205-11-0571
Alternative language
Project name in Czech
Ionizace a excitace v atomárních a molekulárních plynech vystavených působení intenzivního extrémního ultrafialového záření: teorie a experiment
Annotation in Czech
Studium interakce intenzivního extrémního ultrafialového (XUV) záření s plyny je významné především pro astrofyziku a planetologii, fyziku plazmatu a fyziku a vývoj krátkovlnných zdrojů čtvrté generace. Fotoionizační a fotoexcitační jevy zatím nebyly prouvažovanou kombinaci vlnové délky a amplitudy elektromagnetické vlny téměř vůbec studovány, jelikož dosud nebyly k dispozici zdroje s dostatečným špičkovým jasem. Nyní mají navrhovatelé projektu přístup ke zdrojům XUV záření, s nimiž lze experimentálnězkoumat následky jeho interakce s hmotou v oboru intenzit 109-1016 W/cm2. Hlavní náplní projektu budou počítačové simulace ionizační a excitační dynamiky v izolovaných atomech a malých molekulách a jejich souborech ozářených nanosekundovými a femtosekundovými pulzy záření o vlnové délce kolem 50 nm. Výsledky výpočtů budou porovnány s experimenty provedenými s repetičním kapilárním laserem (Fort Collins; FZÚ-ÚFCH) emitujícím krátké (~ 1 ns) pulzy záření o fixní vlnové délce 46,9 nm a ultrakrátkými (~ 10fs) pulzy z laserů s volnými elektrony naladěných na blízkou vlnovou délku.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BL - Plasma physics and discharge through gases
CEP - secondary branch
BE - Theoretical physics
CEP - another secondary branch
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
10403 - Physical chemistry
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project brought about significant advances in the field of quantum dynamical simulations of atoms and molecules, and contributed to a better understanding of the thermodynamical properties of non-ideal plasma. The project goals were achieved. The very large publication output and other benefits of the project to the society justify ranking the project "excellent".
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2014
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 18, 2014
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP15-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
May 22, 2015
Finance
Total approved costs
9,933 thou. CZK
Public financial support
9,933 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 933 CZK thou.
Public support
9 933 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2014