Mini accélérateur de particules, maxi débouchés

On connaissait les accélérateurs de particules qui font voyager les électrons sur des kilomètres pour leur faire prendre de la vitesse. À Palaiseau, des chercheurs du Laboratoire d'optique appliquée (Laboratoire École polytechnique / CNRS / ENSTA) ont mis au point une version miniaturisée de ces appareils.


Petit mais costaud, leur instrument, qui tient sur deux tables d'expérience, est capable d'accélérer des électrons à des énergies de 250 MéV (mégaélectronvolts). C'est certes loin des hautes énergies atteintes notamment au CERN... mais il le fait sur seulement un millimètre ! Un véritable exploit technique réalisé à l'aide de deux faisceaux laser et d'un plasma: une première impulsion laser est tirée sur un jet de gaz, produisant un plasma d'électrons et d'ions. En traversant ce plasma, l'impulsion crée un champ électrique intense dans son sillage (un "champ de sillage": wakefield) qui possède un énorme potentiel accélérateur. Lorsque ensuite une seconde impulsion laser rencontre la première dans le plasma, l'interférence crée une onde stationnaire qui pré-accélère les électrons avant qu'ils n'entrent dans le wakefield. Cette méthode produit un faisceau d'électrons de haute énergie sur une distance millimétrique.

En point de mire, des promesses en rafale, notamment dans les domaines de l'imagerie et de la santé: le procédé permettrait par exemple de développer une nouvelle forme de radiothérapie où un faisceau d'électrons serait utilisé pour brûler une tumeur cancéreuse. Les travaux des chercheurs ont fait l'objet d'une publication dans la revue Nature en décembre 2006.