Des physiciens américains ont utilisé deux impulsions laser envoyées à travers un flux d'hydrogène gazeux,
Les accélérateurs de particules classiques sontdes structures géantes, expliquent les scientifiques. L'objectif de ce nouveau travail était de créer un appareil qui pourrait produire le même effet dans un laboratoire à l'échelle d'une pièce. Pour y parvenir, une impulsion plus puissante est nécessaire, qui accélérera les particules même à courte distance.
Pour créer un tel champ, les scientifiques ont utiliséméthode d'accélération du sillage laser. L'essence de cette technologie est qu'un faisceau laser hautement focalisé est dirigé à travers le plasma. L'impulsion de l'onde lumineuse crée des perturbations et entraîne les électrons avec elle. Cela peut être comparé à un bateau qui se déplace dans l'eau et capture des particules dans son sillage (derrière lui-même), expliquent les scientifiques.
Simulation de l'expérience : un faisceau laser rouge crée derrière lui un flux d'électrons accélérés (jaune). Image : Bo Miao, IREAP
Cette méthode est proposée depuis des décenniesil y a, mais jusqu'à présent, il n'a été possible d'accélérer les électrons avec son aide que de quelques centimètres, après quoi l'énergie du faisceau est dissipée dans le plasma. Dans leurs travaux, les physiciens ont proposé d'utiliser un laser pour percer un guide d'onde dans le plasma, le long duquel se déplacerait un flux d'électrons captés par la lumière.
Pour créer un guide d'onde plasma, la commandeutilise un faisceau laser supplémentaire et un jet d'hydrogène gazeux. Lorsque ce laser "guidant" supplémentaire passe à travers le jet, il enlève les électrons des atomes d'hydrogène et crée un canal de plasma. Le plasma est chaud et commence rapidement à se dilater, créant un "noyau" de densité inférieure, tandis que le gaz de densité supérieure forme une enveloppe cylindrique. Ensuite, le faisceau laser principal est dirigé à travers ce canal.
Grâce à leur technologie, les scientifiques ont dispersédes électrons à des vitesses proches de la vitesse de la lumière dans une section de seulement 20 cm : l'énergie de certains d'entre eux atteint 5 GeV. C'est seulement trois fois plus petit que l'accélérateur SLAC de Stanford, qui fait plus de 3 km de long.
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