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

I° meeting TecnoMed Puglia

Lecce, 05 dicembre 2019 - Aula Rita Levi Montalcini - CNR NANOTEC Lecce

Si terrà domani, giovedì 05 dicembre, con inizio alle ore 14.00 presso l'aula Rita Levi Montalcini del Cnr Nanotec, il "I° meeting TecnoMed Puglia: Tecnopolo per la medicina di precisione". Il meeting mira a fare il punto sulle attività programmate, sullo stato di avanzamento e sugli highlights.

Puoi scaricare la locandina da qui

Jam session Nanotec... note di scienza su scala nanometrica

Lecce, 27 settembre 2019 - ex monastero degli Olivetani   "CAR-T: l'alba di una nuova era" con: Attilio Guarini (IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari) introduce e modera: Marco Ferrazzoli (Ufficio Stampa CNR Roma) a cura di: Gabriella Zammillo  

Le CAR-T (Chimeric Antigens Receptor Cells-T) sono cellule modificate in laboratorio a partire dai linfociti T. Rappresentano una nuova strategia di cura che sfrutta il sistema immunitario per combattere alcuni tipi di tumore come linfomi aggressivi a grandi cellule e leucemie linfoblastiche acute a cellule B. Il prof Attilio Guarini, ematologo all’Istituto tumori Giovanni Paolo II di Bari, le definisce la “vis sanatrix naturae della antica medicina salernitana”, trattandosi del potenziamento dell’attività citotossica dei linfociti del paziente opportunamente ingegnerizzati per riconoscere e contrastare alcuni tipi di cellule tumorali.

 

Le CAR-T possono quindi essere definite un “farmaco vivente” proprio perché prodotto a partire dalle cellule dello stesso paziente aprendo così ad un nuovo mondo, considerato che i farmaci convenzionali sono prodotti da sostanze chimiche o, in alternativa, sono anticorpi prodotti in laboratorio dai biologi. Un trattamento estremamente complesso e costoso, non sempre applicabile, ma laddove possibile, dai risultati incoraggianti per le aspettative di vita. Lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di CAR-T è parte integrante delle attività di ricerca condotte dal TecnoMed Puglia, il TecnoPolo per la Medicina di Precisione, coordinato da Giuseppe Gigli direttore del Cnr Nanotec di Lecce, e che nel suo nucleo fondatore vede anche l’IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari, il Centro di malattie neurodegenerative e dell’invecchiamento cerebrale dell’Università di Bari con sede presso l’Ospedale " G. Panico" di Tricase e la Regione Puglia.

 

L'evento apre la nuova stagione della rassegna divulgativa "Jam session Nanotec: note di scienza su scala nanometrica", un progetto Cnr Nanotec di Gabriella Zammillo, realizzato in collaborazione con Liberrima.

A condurre e moderare la serata, Marco Ferrazzoli, capo ufficio stampa dal CNR.   Puoi scaricare la locandina da qui

Notte dei Ricercatori

Lecce, 27 settembre 2019

 

ex monastero degli Olivetani, ore 18:00 - 24:00

 
  Ritorna puntuale la Notte dei Ricercatori, l’evento più atteso dai tanti appassionati di scienza, ghiotti di conoscenza senza distinzione di età. E sempre più densa di contenuti è la partecipazione del @CnrNanotec che, per l’edizione 2019,  ha reso ancora più appetibile il calendario degli appuntamenti programmati all’interno del progetto europeo #ERN-Apulia  coordinato da Unisalento, tracciando un ideale tour tra gli intriganti campi del sapere che si dipana attraverso narrazioni, illustrazioni, laboratori hand-on, dibattiti, giochi per grandi e piccini e rappresentazioni teatrali. Clicca qui per il programma completo delle attività di Nanotec.   Per l'evento completo apri il link: www.laricercaviendinotte.it