Confinare un getto di plasma può essere stressante, soprattutto sui materiali di schermatura. Prendendo atto dei limiti inerenti ai metodi di prova attualmente utilizzati per tali materiali, Il professor Patrizio Antici e i suoi colleghi hanno proposto una nuova soluzione rivoluzionaria:utilizzare particelle accelerate dal laser per sottoporre a stress test materiali soggetti a condizioni difficili. Recentemente pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , il suo metodo è promettente per una serie di applicazioni.

In molti domini caratterizzati da esposizione ad alta energia, i materiali sono sottoposti a forti sollecitazioni. Non importa quale sia l'applicazione ad alta energia:aerospaziale, centrali elettriche nucleari, alcune apparecchiature di ricerca:la capacità dei materiali di resistere allo stress fisico imposto loro deve essere valutata per evitare rotture.

Il Professor Antici lavora con attrezzature all'avanguardia che devono essere protette a tutti i costi dall'usura prematura, e voleva valutare l'efficacia delle particelle accelerate dal laser nell'indurre uno stress controllato sui materiali. Il suo metodo consisteva nel focalizzare un raggio di particelle su materiali tra cui tungsteno, grafite, titanio, tantalio e molibdeno, impiegate in impianti che utilizzano plasma o per fusione inerziale o a confinamento magnetico.

Attualmente, vengono utilizzati diversi metodi per simulare l'usura e misurare la resistenza di questi materiali, ma in genere, forniscono solo un quadro parziale, richiedono protocolli più lunghi e sono difficili da modellare. Gli esperimenti ad alta energia di Patrizio Antici dimostrano che il raggio di protoni generato dal laser può riprodurre danni equivalenti a diversi mesi di piena operatività di strutture che producono un ambiente ostile per i materiali. I test sono anche molto più veloci poiché possono essere eseguiti con strumenti più compatti e in pochi colpi di laser singoli. Rispetto ai metodi convenzionali, riproduce in modo più accurato l'esatto ambiente operativo a cui sono sottoposti i materiali.

Il metodo innovativo, che riproduce meccanica, elettrico, e stress ottico su cinque materiali, può essere utilizzato per migliorare le strutture che presentano condizioni che garantiscono una maggiore protezione.