Turbolenza in Plasmi

La turbolenza è un fenomeno molto diffuso, che può essere osservato su una vasta gamma di scale, dagli ammassi di galassie fino alla micro e nano fluidica. E’ osservata non solo nei fluidi neutri, ma anche in fluidi carichi e magnetizzati, come ad esempio I plasmi astrofisici. Lo studio della turbolenza richiede un approccio sia teorico che sperimentale, ed è basato anche sull’analisi dati e sulle simulazioni numeriche. Tali approcci sono tutti studiati presso il nostro gruppo, con particolare attenzione alla turbolenza nei plasmi spaziali e di laboratorio.

La maggior parte della materia visibile dell’universo è nello stato di plasma. La dinamica dei plasmi astrofisici è spesso caratterizzata da un alto livello di turbolenza, con la conseguente generazione di un gran numero di interessanti processi fisici, quali ad esempio: la dissipazione dell’energia, l’accelerazione di particelle, l’eccitazione di onde elettromagnetiche, il riscaldamento delle particelle, la riconnessione magnetica, e la formazione di onde d’urto. Talli fenomeni possono essere studiati in situ solo nei plasmi spaziali, grazie alle misure effettuate dagli strumenti a bordo di missioni spaziali. I dati sono studiati utilizzando strumenti diagnostici particolari, che permettono la convalida di idee teoriche, e di verificare la validità di modelli semplificati. L’uso delle simulazioni numeriche rappresenta un ulteriore, sostanziale strumento di supporto per tali studi. Lo studio della turbolenza nello spazio interplanetario è di grande interesse per la comprensione della dinamica dei plasmi astrofisici, ma anche per le ricadute sulla ricerca nei plasmi di laboratorio e per la comprensione delle interazioni Sole-Terra.

Lo studio dei plasmi spaziali della nostra unità è quindi basato su tre approcci principali: l’analisi dei dati raccolti dalle missioni spaziali; lo sviluppo di modelli teorici e di nuove tecniche di analisi dati; l’uso massiccio di simulazioni numeriche. L’alta potenza di calcolo numerico richiesta per l’analisi numerica rende necessario l’utilizzo di centri di calcolo adeguati, sia nazionali (CINECA) che locali (HPCC UNICAL).

Alcuni esempi dell’analisi eseguita dal nostro gruppo sono: la caratterizzazione dettagliata dell’intermittenza nella turbolenza del vento solare [Sorriso-Valvo et al. 1999; 2015], e la prima verifica della legge di scala teorica per il flusso di energia turbolenta nel vento solare [Sorriso-Valvo et al., 2007].

Facilities & Labs

S.Li.M. Lab @ Roma

People

Luca_Sorriso_valvoLuca

Sorriso-Valvo

Ricercatore CNR

Publications

  1. Bruno, D. Telloni, L. Primavera, E. Pietropaolo, R. D’Amicis, L. Sorriso-Valvo, V. Carbone, F. Malara and P. Veltri, Radial evolution of intermitency of density fluctuations in the fast solar wind, The Astrophysical Journal 786, 53 (2014), DOI: 10.1088/0004-637X/786/1/53.
  2. H. K. Chen, L. Sorriso-Valvo, J. Safrankova, Z. Nemecek, Intermittency of solar wind density fluctuations from ion to electron scales,  The Astrophysical Journal Letter 789, L8 (2014), DOI: 10.1088/2041-8205/789/1/L8.
  3. De Vita, L. Sorriso-Valvo, F. Valentini, S. Servidio, L. Primavera, V. Carbone and P. Veltri, Analysis of cancellation exponents in two-dimensional Vlasov turbulence, Physics of Plasmas 21, 072315 (2014), DOI: 10.1063/1.4891339.
  4. Sorriso-Valvo, G. De Vita, M. Kazachenko, S. Krucker, L. Primavera, S. Servidio, A. Vecchio, B. Welsch, G. Fisher, F. Lepreti, V. Carbone, Sign singularity and flares in solar active region NOAA 11158, The Astrophysical Journal 801, 36 (2015), DOI: 10.1063/1.4891339
  5. Yordanova, S. Perri, L. Sorriso-Valvo and V. Carbone, Multipoint observation of anisotropy and intermittency in solar-wind turbulence, EPL 110, 19001 (2015), DOI: 10.1209/0295-5075/110/19001.
  6. Chasapis, A. Retinò, F. Sahraoui, A. Vaivads, Y. Khotyaintsev, D. Sundkvist, A. Greco, L. Sorriso-Valvo, P. Canu, Thin current sheets and associated electron heating in turbulent space plasma, The Astrophysical Journal Letters 804, L1 (2015), DOI: 10.1088/2041-8205/804/1/L1.
  7. Sorriso-Valvo, R. Marino, L. Lijoi, S. Perri and V. Carbone, Self-consistent Castaing distribution of solar wind turbulent fluctuations, The Astrophysical Journal, 807, 86 (2015), DOI: 10.1088/0004-637X/807/1/86.
  8. De Vita, A. Vecchio, L. Sorriso-Valvo, C. Briand, L. Primavera, S. Servidio, F. Lepreti and V. Carbone, Journal of Space Weather and Space Climate, 5, A28 (2015), DOI: 10.1051/swsc/2015029.
  9. Rossi, F. Califano, A. Retinò, L. Sorriso-Valvo, P. Henri, S. Servidio, F. Valentini, A. Chasapis, and L. Rezeau, Two-fluid numerical simulations of turbulence inside Kelvin-Helmholtz vortices: intermittency and reconnecting current sheets, Physics of Plasmas, 22, 122303 (2015), DOI: 10.1063/1.4936795.
  10. Leonardis, L. Sorriso-Valvo, F. Valentini, S. Servidio, F. Carbone and P. Veltri, Multifractal scaling and intermittency in hybrid Vlasov-Maxwell simulations of plasma turbulence, Physics of Plasmas, 23, 022307 (2016), DOI: 10.1063/1.4942417.
  11. Pucci, F. Malara, S. Perri, G. Zimbardo, L. Sorriso-Valvo and F. Valentini, Energetic particle transport in the presence of magnetic turbulence: influence of spectral extension and intermittency, Month. Notes R. Astron. Soc. 459, 3395 (2016), DOI: 10.1093/mnras/stw877.
  12. Vaivads et al., Turbulence Heating ObserveR – satellite mission proposal, J. Plasma Phys. 82, 905820501 (2016), DOI: 10.1017/S0022377816000775.

Other selected publications

  1. Sorriso-Valvo, V. Carbone, P. Veltri, G. Consolini, R. Bruno, Intermittency in the solar wind turbulence through probability distribution functions of fluctuations, Geophysical Research Letters 26, 1801-1804 (1999), DOI: 10.1029/1999GL900270.
  2. Carbone, L. Sorriso-Valvo, E. Martines, V. Antoni, P. Veltri, Intermittency and turbulence in a magnetically confined fusion plasma, Physical Review E 62, R49-R52 (2000), DOI: 10.1103/PhysRevE.62.R49.
  3. Sorriso-Valvo, R. Marino, V. Carbone, A. Noullez, F. Lepreti., P. Veltri, R. Bruno, B. Bavassano, Pietropaolo E., Observation of Inertial Energy Cascade in Interplanetary Space Plasma, Physical Review Letters 99, 115001-1-115001-4 (2007), DOI:             10.1103/PhysRevLett.99.115001.
  4. Alexandrova, V. Carbone, P. Veltri, L. Sorriso-Valvo, Small-scale energy cascade of the solar wind turbulence, The Astrophysical Journal 674, 1153-1157 (2008), DOI: 10.1086/524056.
  5. Carbone, R. Marino, L. Sorriso-Valvo, A. Noullez, R. Bruno, Scaling laws of turbulence and heating of fast solar wind: the role of density fluctuations, Physical Review Letters 103, 061102 (2009), DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.061102.
  6. Zimbardo, A. Greco, L. Sorriso-Valvo, S. Perri, Z. Voros, G. Aburjania, K. Chargazia, O. Alexandrova, Magnetic Turbulence in the Geospace Environment, Space Science Reviews 156, 89 (2010), DOI: 10.1007/s11214-010-9692-5.
  7. Perri, V. Carbone, A. Vecchio, R. Bruno, H. Korth, T. H. Zurbuchen, L. Sorriso-Valvo, Phase-ynchronization, Energy Cascade, and Intermittency in Solar-Wind Turbulence, Physical Review Letters 109, 245004 (2012), DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.245004
  8. Dudok de Wit, O. Alexandrova, I. Furno, L. Sorriso-Valvo, G. Zimbardo, Methods for Characterising Microphysical Processes in Plasmas, Space Science Reviews 178, 693 (2013), DOI: 10.1007/978-1-4899-7413-6_21
  9. Alexandrova, C. H. K. Chen, L. Sorriso-Valvo, T. Horbury, S. D. Bale,    Solar Wind Turbulence and the Role of Ion Instabilities, Space Science Reviews 178, 101, (2013), DOI: 10.1007/s11214-013-0004-8
  10. Maruca, S. D. Bale, L. Sorriso-Valvo, J. C. Kasper, M. L. Stevens, Collisional Thermalization of Hydrogen and Helium in Solar-Wind Plasma, Physical Review Letters 111, 241101 (2013), DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.241101.

Project

Turboplasmas: FP7 European Marie Curie IRSES 2010-269297 , (2011-2014)

Anisotropy and intermittency in solar wind turbulence: ISSI Team, (2014-2015)

Kinetic Turbulence and Heating in the Solar Wind: ISSI Team (2013-2014)

Latest News

DIAGNOSTICS OF BRAIN DISEASES VIA STEM CELLS

 01 luglio 2019 - ore 14:15

 

Cnr Nanotec Lecce

 

Realizzato nell'ambito delle attività del progetto "TecnoMed Puglia - Tecnopolo per la medicina di precisione", il meeting è dedicato allo studio delle malattie neurodegenerative: dai nuovi biomarcatori alle piu recenti modellizzazioni, per una migliore comprensione dei meccanismi di base e quindi per lo sviluppo di terapie sempre più ritagliate sul singolo paziente.

EIT RawMaterials Roadshow

21 giugno 2019 ore 09:00 – 15:00

   

Lecce, Aula Fermi Edificio Aldo Romano, Campus Ekotecne, Via Lecce-Monteroni

   

Farà tappa a Lecce il prossimo 21 giugno, presso l’Aula Fermi dell’edificio IBIL all’interno del Campus Ecotekne, l’EIT RawMaterials, la piattaforma per il sostegno all’innovazione finanziata dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT).

   

L’EIT ha creato le cosiddette KIC – Knowledge Innovation Community, comunità che mirano alla promozione dell’innovazione e della formazione in Europa in settori cruciali, sostenendo l’imprenditorialità e favorendo il passaggio di nuove idee dalla fase di incubazione al mercato.

 

La EIT RawMaterials si impegna ad affrontare la sfida globale dell’approvvigionamento delle materie prime in Europa attraverso programmi e progetti che mirano allo sviluppo di tecnologia nell’intera catena di valore delle materie prime: dall’esplorazione delle risorse, all’industria mineraria, dai processi metallurgici alla sostituzione delle materie prime critiche o tossiche, dal riciclo dei materiali dei prodotti a fine vita sino alla progettazione di prodotti per l’economia circolare. Nell’ambito dei programmi di sviluppo a livello regionale, la EIT RawMaterials ha creato un Hub nella Regione Puglia coordinato da ENEA, al fine di incrementare il coinvolgimento degli ecosistemi locali nelle attività della KIC e del suo partenariato.

 

Il MedinHub avrà inoltre l’obiettivo di raggiungere nuove organizzazioni e promuovere la partecipazione delle industrie e delle PMI più innovative, nonché il coinvolgimento delle prestigiose università e centri di ricerca dell’area.

 

Link per la registrazione:

https://www.lyyti.in/EIT_RawMaterials_Roadshow__Lecce_9500

NanoInnovation 2019

Il Cnr Nanotec è tra i protagonisti di “NanoInnovation 2019", la manifestazione organizzata dall’Associazione italiana per la ricerca industriale (Airi) e dall’Associazione Nanoitaly, ospitata a Roma dall’11 al 14 giugno. Rivolta a ricercatori, imprenditori, industrie, enti di ricerca, NanoInnovation 2019 si propone come la più importante conferenza sulle nanotecnologie e le tecnologie abilitanti in Italia.

 

Il programma dettagliato dell’evento è disponibile al linkhttp://www.nanoinnovation2019.eu/

Tra i partecipanti del Cnr Nanotec:

- Clara Guido, “Non-viral gene delivery using polymeric NPs”;

- LucaLEUZZI, “Overview del progetto ATOM”;

- AlessiaCEDOLA, “La tomografia X e le sue applicazione: dai beni culturali all'industria elettronica”;

- FrancescoMATTEUCCI, “Nanodispositivi per il fotovoltaico integrato”;

- Giuseppe Valerio Bianco, “Chemical strategies to improve CVD graphene’s functionalities in technological applications”