Contenuto
Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricercaINIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE
PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Dinamica di spin ed effetti quantistici in sistemi magnetici nanoscopici: nuove propieta' fisiche e potenziali applicazioni
- 2 - Campi Magnetici su Grande Scala nell'Universo
- 3 - Problemi Complessi in Meccanica Statistica e Teoria dei Campi
- 4 - Mitigazione di campi magnetici prodotti da MRI: soluzioni schermanti con elementi superconduttori e tradizionali
- 5 - Ottimizzazione delle proprietà magnetiche di film nanostrutturati di metalli 3d
- 6 - Fenomeni di alta energia nelle fasi successive al collasso stellare e l'origine dei raggi cosmici
- 7 - Dinamiche di magnetizzazione in nanostrutture ferromagnetiche artificiali e autoassemblanti
- 8 - Microscopia ottica a scansione a campo prossimo con analisi della polarizzazione della luce per microscopia magnetica e nano-magnetometria.
- 9 - TECNOLOGIE INNOVATIVE A BASSO IMPATTO AMBIENTALE: PRESTAZIONI E PROSPETTIVE PER LA REFRIGERAZIONE MAGNETICA A TEMPERATURA AMBIENTE
- 10 - Tecniche e Tecnologie Innovative per lo Studio del Magnetismo Solare
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
Classificazione brevettuale
- ELECTRICITY
- ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- PLASMA TECHNIQUE (fusion reactors G21B; ion-beam tubes H01J27/00; magnetohydrodynamic generators H02K44/08; producing X-rays involving plasma generation H05G2/00); PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS (obtaining neutrons from radioactive sources G21, e.g. G21B, G21C, G21G); PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS (atomic clocks G04F5/14; devices using stimulated emission H01S; frequency regulation by comparison with a reference frequency determined by energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles H03L7/26)
- ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
Classificazione geografica
- Regione: Toscana
Bibliografia
1) R. B. White, Rev. Mod. Phys., 58, 183 (1986);D. Biskamp,"Magnetic Reconnection in Plasmas", Cambridge University Press, (2000);
E. Priest, T. Forbes, "Magnetic Reconnection",Cambridge University Press, (2000).
2) E. Weibel, Phys. Rev. Lett. 2, 83 (1959).
3) F. Pegoraro, in ``Atoms, Solids and Plasmas in Super-Intense Laser Fields'', ed D. Batani, C. J. Joachain, S. Martellucci, A. N.Chester, Kluiver Acad. (2001).
4) B. Coppi et al., Ann. Phys. (N.Y.) 119, 370 (1979);
G. Bertin B. Coppi, in ICPP Proc., Nagoya, Japan, 1980, Vol. 9 P-II-33.
5) Kalman G. Et al., Phys. of Fluids 11, 1797 (1968);
Albright N.W. Et al., Phys. Fluids 13, 1021 (1970);
F. Califano, R. Prandi, F. Pegoraro, S.V. Bulanov, Phys. Rev. E 58, 7838 (1998).
6) F. Califano, N. Attico, F. Pegoraro, G. Bertin, S.V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5293 (2001).
7) F. Califano, F. Pegoraro, S.V. Bulanov, Phys. Rev. E, 56, 963 (1997).
8) F. Califano, D. Del Sarto, F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett 96, 105008 (2006),
9) A. Hasegawa C. Uberoi, The Alfven Wave, DOE Critical Review Series U.S, DOE , Washington, DC, (1982);
G. Bertin, G. Einaudi, F. Pegoraro, Comm. Plasma Phys. Control. Fusion, 17, 35 (1986);
A. V. Timofeev, Sov. Phys. Usp., 13, 632 (1971).
10) F. Califano, F. Pegoraro, S.V. Bulanov, A. Mangeney, Phys. Rev. E 57, 7048 (1998).
11) P.L. Pritchett, "Particle-in-Cell Simulation of Plasmas - A Tutorial", Lecture Notes in Physics, Springer Verlag, 615, 1, (2003);
P. Ricci, G. Lapenta, J.U. Brackbill, Geophys. Res. Lett., 31, L06801, (2004);
J. Brackbill, P. Ricci, G. Lapenta, W. Daughton, Kinetic simulations of magnetic reconnection in plasma with different beta values", AGU Fall Meeting Abstracts (2004);
F.V. Coroniti, P.L. Pritchett, Externally Driven Magnetic Reconnection in the Presence of a Normal Magnetic Field",GU Fall Meeting Abstracts (2004).
12) A. Bret et al., Phys. Rev.Lett. 94, 11502 (2005);
M. Honda, Phys. Rev. E 69, 016401 (2004);
C. Deutsch et al., Phys. Rev. E 72, 026402 (2005);
R. Kingham and A. Bella, J. Comput. Phys. 194, 1 (2004).
13) M. Hesse, K. Schindler, J. Birn, M. Kuznetsova, Phys. Plasmas 6, 1781 (1999);
J. Birn et al., J. Geophys. Res. Lett. 106, p. 3715 (2001);
M. E. Mandt et al., Geophys. Res. Lett. 21, p. 73 (1994);
Biskamp, D. et al., Phys. Rev. Lett. 75, p.4222 (1995);
Biskamp, D. et al., Phys. Plasmas 4, 1002 (1997);
B. Rogers et al, Phys. Rev. Lett. 87, p. 195004 (2001);
M. Shay et al., J. Geophys. Res. Lett. 25, p. 3759 (1998).
J.F., Drake, R.G. Kleva, M.E. Mandt, Phys. Rev. Lett., 73,1251 (1994);
J. F. Drake, D. Biskamp, A. Zeiler, Geoph. Res. Lett.24, 2921 (1997);
P.A. Cassak, M.A. Shay, J.F. Drake, Phys. Rev. Lett., 95,235002
(2005).
14) P. Ricci et al., Geophys. Res. Lett. 29, p. 3-1, 15314 (2002);
15) P.L. Pritchett JGR, 110, A10213, (2005).
16) T.J. Schep, B.N Kuvshinov, F. Pegoraro Phys. Plasmas, 1, 2843, (1994);
B.N Kuvshinov , F. Pegoraro, T.J.Schep, Phys Lett. A 191, 296, (1994).
17) E. Cafaro, D. Grasso, F. Pegoraro, F. Porcelli, A. Saluzzi, Phys. Rev. Lett. 80, 4430 (1998);
D. Grasso, F. Califano, F. Pegoraro, F. Porcelli, Phys. Rev. Lett. 86, 5051 (2001);
D Del Sarto, F. Califano, F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 91, 235001 (2003).
18) X.Wang, A. Bhattacharjee, Z.W. Ma1,Phys. Rev. Lett. 87, 265003-1(2001).
19) Bulanov, F. Pegoraro, A.S. Sakharov, Phys. of Fluids B 4, 2499 (1992);
N. Attico, F. Califano, F.Pegoraro, Phys. of Plasmas 7, 2381 (2000).
20) D. Del Sarto, F. Califano, F. Pegoraro. Phys. of Plasmas, 12, 012317 (2005).
21) R. L. Stenzel et al., J. Geophys. Res. 87, p. 101 (1982);
M. Yamada et al., Phys. of Plasmas 4, p. 1936 (1997);
M. Yamada et al., Phys. Rev. Lett. 78, 3117 (1997);
H. Ji et al., Phys. Rev. Lett. 80, 3256 (1998);
A. G. Frank, Plasma Phys. Contr. Fusion 41, p. A687 (1999);
T. H. Watanabe et al., Phys. of Plasmas 6, p. 1253 (1999);
M. R. Brown, Phys. Plasmas, 6, p. 1717 (1999);
S. C. Hsu et al., Phys. Rev. Lett. 84, p. 3859 (2000);
M. Yamada et al., Phys. of Plasmas 7, p. 1781 (2000);
J. Egedal et al., Phys. Rev. Lett. 86, p. 5047 (2001);
R. L. Stenzel et al., Phys. Plasmas, 9, p. 1925 (2002).
22) J. Wesson, Nucl. Fusion, 30, 2545 (1990).
23) A. Y. Aydemir, Phys. Fluids B 4, 3469 (1992);
R.G. Kleva, J.F. Drake F. Waelbroeck Phys. Plasmas 2 23 (1995).
24) J. D. Huba, Phys. Plasmas, 12, 012322 (2005),
D. A. Knoll and L. Chaco Phys. Rev. Lett. 96, 135001 (2006).
25) R.Fitzpatrick, Phys, Plasmas, 11, 3961 (2004);
R.Fitzpatrick, F. Porcelli, Phys, Plasmas, 11, 4713 (2004).
26) F. Porcelli, D. Borgogno, F. Califano, D. Grasso, M. Ottaviani, F. Pegoraro, Plasma Phys. Control. Fusion 44 B389?B405 (2002);
D. Grasso, D. Borgogno, F. Califano, D. Farina, F. Pegoraro, F. Porcelli, Computer Physics Communications, 164, 23-28, (2004).
27) H. Che, J.F. Drake, M. Swisdak, AGU Fall Meeting Abstracts, A409 (2005).
28) D. Jovanovic, P. K. Shukla, Phys. Rev. Lett. 93, 015002 (2004).
29) P.A. Sweet, Electromagnetic Phenomena in Cosmical Physics ed B Lehnert (Cambridge: Cambridge University Press) p 123(1958);
E.N. Parker Astrophys. J. 138 552 (1963).
30) J. Chen, R.C. Davidson Phys. Fluids 24 2208 (1981).
31) S I Vainshtein, V A Mazur Plasma Phys. 24 965, (1982).
32) D. Borgogno, D. Grasso, F. Califano, D. Farina, F. Pegoraro, F. Porcelli, Phys Plasmas 12 , 032309-1-15(2005).
33) F. Krause, K.H. Radle, Mean field Magnetohydrodynamics and Dynamo Theory, Academie-Verlag, Berlin, (1980).
34) D. Biskamp, Nonlinear MagnetoHydrodinamics, Cambridge Monographs in Plasma Physics. (1993).
35) A. Greco, A.L. Taktakishvili, G. Zimbardo, P. Veltri, G. Cimino, L.M. Zelenyi, R.E. Lopez, Journal of Geophysical Research - Space Physics. 108, 24525 (2003).
36) P. Pommois, P. Veltri, G. Zimbardo, Phys. Rev. E 59, 2244 (1999).
37) V. Carbone, F. Lepreti, P. Veltri, Phys. Rev. Lett. 90, 055001 (2003);
V. Carbone, F. Lepreti, P. Veltri, Physics of Plasmas 11, 103 (2004).
38) A. Pontieri, F. Lepreti, L. Sorriso-Valvo, A. Vecchio, V. Carbone, Solar Physics 213, 195, (2003);
A. Vecchio, L. Primavera, V. Carbone, L. Sorriso-Valvo, Solar Physics 229, 359 (2005).
39) R.T. Merrill, M.W. McElhhinny, P.L. Mc Fadden, The Magnetic Field of the Earth, Academic, New York (1996).
40) S.C. Cande, D.V. Kent, J. Geophys. Res. 100, 6093 (1995).
41) J.P. Valet, L. Meynadier, Nature 366, 234 (1993).
42) A. Kageyama, M. Yoshida, J. Phys.: Conf. Ser. 16, 325 (2005).
43) V. Carbone, L. Sorriso-Valvo, A. Vecchio, F. Lepreti, P. Veltri, P. Harabaglia, I. Guerra, Phys. Rev. Lett 96, 128501 (2006).
Parole Chiave
PLASMI MAGNETIZZATI, RICONNESSIONE MAGNETICA, TURBOLENZA MAGNETOIDRODINAMICA, PROCESSI NON LINEARI, INSTABILITA' DI ANISOTROPIA, PROCESSI DINAMO, PLASMI RELATIVISTICI, SIMULAZIONE NUMERICA DI PLASMI, SISTEMI DINAMICIGenerazione e dinamica nonlineare di campi magnetici in plasmi ed in magnetofluidi
Università di PisaAbstract
I fenomeni nonlineari che si sviluppano nell'interazione di un plasma, o di un fluido conduttore (magnetofluido), con un campo magnetico costituiscono un paradigma fondamentale per lo studio della fisica dei sistemi dinamici, paradigma che ha applicazioni di centrale importanza in campi che vanno dallo sviluppo di nuove sorgenti di energia (fusione termonucleare a confinamento magnetico o inerziale) alla geofisica e all'astrofisica. In questa prospettiva la generazione di campo magnetico in un plasma, ed il suo processo inverso di annichilazione dovuto alla riconnessione magnetica, rappresentano due dei problemi di maggior interesse sia per i plasmi di laboratorio che per i plasmi spaziali. Questi processi sono alla base di fenomeni fondamentali nei fluidi conduttori (magnetofluidi), quali il meccanismo di dinamo e di diffusione del campo magnetico.La logica che ispira questa proposta e' l'unire le competenze dei tre gruppi partecipanti in una collaborazione che ha come scopo:
1) di risolvere problemi di frontiera di fisica del plasma (voce 2.3) che abbiamo identificato tra i piu' attuali e rappresentativi della dinamica nonlineare di un plasma in un campo magnetico autoconsistente e che possono essere studiati con le risorse analitiche e numeriche a disposizione dei tre gruppi in un progetto comune di ricerca
2) di confrontarli con processi analoghi che avvengono in altri campi ed in particolare nella fisica dei fluidi >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Francesco Pegoraro Università degli Studi di PISAObiettivo del Programma di Ricerca
Come indicato alla voce 1.3, i fenomeni nonlineari che si sviluppano nell'interazione di un plasma, o di un fluido conduttore (magnetofluido), con un campo magnetico costituiscono un paradigma fondamentale per lo studio della fisica dei sistemi dinamici. In questa prospettiva la generazione di campo magnetico in un plasma, ed il suo processo inverso di annichilazione dovuto alla riconnessione magnetica in presenza di gradienti di densita' di corrente, rappresentano due dei problemi di maggior interesse sia per i plasmi di laboratorio che per i plasmi spaziali. Questi processi sono alla base nel caso dei fluidi conduttori di fenomeni fondamentali quali i meccanismi di dinamo e di diffusione del campo magnetico.Lo scopo di questa proposta e' di unire le competenze dei tre gruppi partecipanti in una collaborazione che mira a
1) risolvere alcuni ben definiti problemi di frontiera di fisica del plasma che abbiamo identificato tra i piu' attuali e rappresentativi della dinamica nonlineare di un plasma in un campo magnetico autoconsistente e che possono essere studiati con successo con le risorse analitiche e numeriche a disposizione dei tre gruppi.
2) paragonare i fenomeni studiati nei plasmi con processi analoghi che avvengono nella fisica dei fluidi conduttori (magnetofluidi).
3) realizzare un processo di trasferimento di competenze tra i tre gruppi basato sulla cooperazione nell'ottenimento dei risultati e sullo >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
La dinamica dei plasmi e' fortemente influenzata dalla presenza di campi magnetici che evolvono in modo autoconsistente al plasma stesso. La generazione di campi magnetici ed il corrispondente processo inverso di annichilazione dovuta alla riconnessione magnetica (vedi ad esempio le ref.1) rappresentano due aspetti fondamentali della fisica dei plasmi e delle loro applicazioni alla fusione e allo spazio. In un plasma i campi magnetici emergono come i campi dominanti a basse frequenze ed a grandi scale spaziali a causa della effettiva cancellazione della parte non induttiva del campo elettrico in condizioni di quasi-neutralita'.Ad alte frequenze e su scale spaziali piu' corte, il ruolo del campo magnetico diventa importante nei plasmi relativistici dove le velocita' degli elettroni si avvicinano a quella della luce ed il termine magnetico nella forza di Lorentz diventa tanto importante quanto quello elettrico. A basse frequenze aspetti importanti della dinamica del plasma su grande scala possono essere descritti da un modello di tipo fluido (MHD) o da modelli a due fluidi (elettroni e ioni). Molto spesso i numeri di Reynolds e di Lundquist tipici dei regimi di plasma sono estremamente grandi e questo fa in modo che al posto degli effetti dissipativi entrino in gioco effetti collegati alla presenza di scale spaziali microscopiche quali la lunghezza di pelle degli elettroni. E' inoltre estremamente probabile che in questi regimi lo dinamica del >>>



