Laser-driven neutrons for time-of-flight experiments

Trabajo presentado en las X Jornadas CPAN (Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear), celebradas en Salamanca (España), del 29 al 31 de octubre de 2018
Los haces de neutrones pulsados suponen una valiosa herramienta en física nuclear, con aplicaciones en un amplio abanico de campos. Estos haces de neutrones, producidos actualmente mediante aceleradores de partículas convencionales, se caracterizan mediante “tiempo de vuelo” (TOF, por sus siglas en inglés), lo que nos permite conocer el espectro energético de nuestro haz de neutrones. El uso de esta técnica está limitado por la resolución temporal que podamos obtener, la intensidad de cada pulso, y la frecuencia con las que podamos producirlos. En las últimas décadas, el desarrollo de láseres de pulso ultracorto (femtosegundo) y alta potencia (> 1019 W/cm2) ha abierto la puerta a un gran número de nuevas aplicaciones. Gran parte de los recursos de investigación se han invertido en el estudio de la aceleración de haces de iones asistidos por láser, dirigiendo la mayoría de los esfuerzos en la optimización en la producción de las distintas especies de partículas. El uso de estos haces en la producción de neutrones ha permitido alcanzar valores por pulso competitivos respecto a las fuentes tradicionales lo que podría convertir a este tipo de fuentes láser en una interesante alternativa para la comunidad de haces pulsados. Sin embargo, hasta ahora, estos neutrones no han sido utilizados para llevar a cabo ningún experimento de física nuclear. En este contexto, nuestro grupo de investigación desde la Universidad de Sevilla, y en colaboración con otros grupos de investigación con amplia experiencia en producción, detección y uso de haces pulsados de neutrones en instalaciones convencionales, se ha propuesto realizar una serie de experimentos con el objetivo de producir y caracterizar haces de neutrones pulsados asistidos por láser, optimizando las técnicas de detección, análisis y diagnóstico utilizadas actualmente en fuentes de neutrones convencionales para implementarlas en sistemas de producción láser con el propósito de asentar la viabilidad de llevar a cabo experimentos de física nuclear en este tipo de fuentes e identificar las ventajas y desventajas de este método de producción respecto a los sistemas convencionales. Para ello, se pretende realizar experimentos en diferentes instalaciones láser tanto en España (L2A2 en Santiago de Compostela y CLPU en Salamanca) como en Europa (CILEX en Paris y LEX Photonics en Munich).