En mode accéléré - Les lasers femtosecondes repoussent les frontières de la physique

2015-12-10

En mode accéléré - Les lasers femtosecondes repoussent les frontières de la physique

C’est la plus grosse machine jamais construite par l’homme. Avec son anneau d’une longueur de 27 km, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) de Genève est un terrain de jeu de rêve pour les physiciens. Mais tous les chercheurs ne disposent pas d’un accélérateur de ce calibre, pour dévoiler les secrets fondamentaux de la matière! Jean- Claude Kieffer, lui, a trouvé la parade. Dans son Laboratoire de sources femtosecondes, à l’INRS, ce sont les lasers qu’il utilise pour accélérer les électrons.

Le fameux Grand collisionneur de hadrons situé à la frontière franco-suisse.

« Les lasers nous permettent de créer de mini-accélérateurs de particules, explique-t-il. En fait, on se sert de la lumière comme d’un piston qui exerce une pression sur la matière et l’accélère. »

Son laboratoire, leader canadien dans le domaine, expérimente deux techniques d’accélération : par plasma et par champ laser. Alors que le laser agit directement sur les électrons, l’accélération laser-plasma s’obtient de façon indirecte. « Les impulsions laser ultracourtes interagissent d’abord avec un gaz et l’ionisent au fur et à mesure, créant des particules chargées. Dans ce plasma, il apparaît alors des sortes de vagues, sur lesquelles les électrons “surfent” pour accélérer », explique le chercheur.

Comme un sillage laissé à la surface de l’eau par un bateau, ces ondes créent en fait des champs électriques intenses capables d’accélérer les particules rapidement et sur de très courtes distances. « À titre de comparaison, on atteint une vitesse donnée en 1 cm, tandis que les accélérateurs linéaires y parviennent en 100 m! » indique-t-il.

Un dossier réalisé par Marine Corniou.

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Source :
La recherche dans le réseau de l’Université du Québec
Volume 5, no 2, page X.