GRAND PROJET
Figure 7. Schéma descriptif de l’ origine du rayonnement Bêtatron( figure extraite de [ 4 ]).
sont déplacés sur les bords de l’ impulsion laser. Une bulle d’ ions positivement chargés se forme dans le sillage de l’ impulsion, et les électrons injectés dans cette bulle sont accélérés [ 4 ]. Des faisceaux d’ électrons de plusieurs centaines de mégaélectronvolts( MeV) à plusieurs gigaélectronvolts( GeV) peuvent être générés, avec des propriétés( durée, divergence spectre) désirables pour des applications diverses et variées. Les sujets de recherche liés à la LWFA ont pour but l’ optimisation de ces paramètres.
Emission de photons par Rayonnement Bêtatron et Compton Lors de la LWFA, les électrons en pleine accélération dans le sillage du faisceau laser ont une trajectoire oscillante, due à la force de rappel de la bulle sur l’ électron vers le centre de la bulle [ 4 ]. Cette oscillation se traduit par l’ émission de rayonnement dans l’ axe du faisceau d’ électrons, dont l’ énergie de photon peut atteindre le MeV, un spectre large, avec un nombre de photons pouvant être important. L’ utilisation d’ une deuxième impulsion laser contre-propagatrice du faisceau d’ électrons autorise la génération de photons gamma énergétiques, par le processus de diffusion Compton inverse. En utilisant le faisceau F2, et un système de rétro-réflexion de l’ impulsion laser responsable de la LWFA, il a été montré sur Apollon la génération de photons gamma dont l’ énergie dépasse la centaine de MeV.
SF-QED L’ une des thématiques de recherche les plus actives dans la communauté est de sonder les limites des théories actuelles sur les propriétés quantiques de la lumière. Il est théorisé que pour des intensités lumineuses supérieures à 10 28 W / cm 2( la limite de Schwinger), le vide devient un milieu non-linéaire, ouvrant la voie à des phénomènes nouveaux. De telles intensités sont néanmoins hors de portée des installations laser actuelles et futures. La parade à ce problème est l’ utilisation d’ un faisceau d’ électrons énergétique entrant en collision avec une impulsion laser multi-PW, fortement focalisée( à quelques microns). Lors
RÉFÉRENCES
[ 1 ] W. Yao, R. Lelièvre, I. Cohen et al., Phys. Plasmas 32, 043106( 2025) https:// doi. org / 10.1063 / 5.0252874 de la collision, l’ interaction électron-champ laser est telle que les effets non-perturbatifs de l’ interaction quantique sont observables. Plusieurs expériences de ce type ont eu lieu sur des accélérateurs fournissant le faisceau d’ électrons, auquel est adjoint un système laser plus modeste( de l’ ordre de 100 TW, 1TW = 10 12 W). Apollon, avec ses deux faisceaux PW, est capable de reproduire un tel schéma uniquement par laser. Ici, le schéma d’ interaction est le suivant: dans un premier temps, l’ utilisation du faisceau F2( 1PW) permet la génération d’ un faisceau d’ électrons énergétiques par LWFA. L’ utilisation de techniques avancées comme le guidage par ionisation et le contrôle de l’ injection d’ électrons lors de la phase d’ accélération permet d’ obtenir des énergies de plusieurs GeV. Le faisceau F1( multi-PW) est lui fortement focalisé au deuxième point d’ interaction séparé de la génération d’ électrons. En réglant finement le délai entre les deux faisceaux laser, il est ainsi possible de faire entrer en collision les électrons avec le laser multi-PW, atteignant dans le repère local du faisceau d’ électrons des intensités susceptibles de dévoiler les interactions non-perturbatives prédites par les différentes théories.
Pour plus d’ informations:
Site web de l’ IR Apollon: https:// apollonlaserfacility. cnrs. fr / Vidéo CNRS de présentation de l’ IR Apollon: https:// youtu. be / M-UkowEvgOY
[ 2 ] JB. Ohland, N. Lebas, V. Deo et al., High Power Laser Science and Engineering., 13: e29( 2025) https:// doi: 10.1017 / hpl. 2025.16
[ 3 ] T. Ziegler et al, Nature Physics 20, 1211( 2024) [ 4 ] V. Malka et al., Nature Physics 4, 447( 2008)
[ 5 ] A. Matheron et al., Compton photons at the GeV scale from self-aligned collisions with a plasma mirror, arXiv. 2412.19337( 2024)
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