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Posté par Adrien le Lundi 12/02/2018 à 00:00
Une technologie du CLIC pour des accélérateurs compacts
Que se passerait-il si les accélérateurs pouvaient être plus compacts et plus économiques ? Leur utilisation dans la recherche, l'industrie et la médecine deviendrait plus abordable et plus accessible. C'est là qu'entre en jeu le projet CompactLight. Ce nouveau projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité...) européen, lancé le 25 janvier au CERN, vise à utiliser une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) avancée des accélérateurs linéaires (linacs), développée au CERN et ailleurs, afin de créer une nouvelle génération de lasers à électrons libres à rayons X (XFEL) compacts.


Un prototype de structure en bande X destiné au CLIC ; il a été fabriqué par le PSI au moyen de la technologie suisse FEL. (Crédit photo : M. Volpi)

Les lasers XFEL fonctionnent selon le principe suivant : ils accélèrent des électrons jusqu'à une vitesse (On distingue :) proche de celle de la lumière, puis les font passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) à travers des « ondulateurs », constitués d'une série d'aimants produisant des champs magnétiques alternatifs. Ces champs font dévier les électrons, qui se déplacent alors d'avant en arrière, ce qui produit des faisceaux de rayons X de haute intensité d'une qualité et d'une brillance sans précédent. Grâce à ces faisceaux de rayons X, les scientifiques disposent de nouveaux moyens de sonder la matière et sont à même de réaliser des « films » de processus biologiques extrêmement rapides. La demande pour ces rayons X de haute qualité est importante, car ce domaine a encore un potentiel important et en grande partie inexploré pour la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...) et l'innovation - un potentiel qui pourrait se développer si les linacs qui créent ces rayons X peuvent être rendus plus petits et plus économiques.

Avec la « technologie en bande X », les linacs peuvent accélérer des électrons avec des gradients d'accélération plus élevés, ce qui permet d'avoir des cavités accélératrices plus courtes et donc une machine plus compacte. La technologie en bande X est le résultat de plusieurs années de travaux intensifs de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) et développement au SLAC aux États-Unis, au KEK au Japon et au CERN, dans le cadre du projet du Collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) linéaire compact (CLIC).

Les dernières évolutions des sources de faisceaux de haute qualité et l'avènement d'ondulateurs innovants font également partie de la recette nécessaire à une réduction considérable du coût de ces installations. Par rapport aux XFEL actuels, l'installation proposée peut avoir un faisceau d'électrons d'une énergie plus faible (en raison de la meilleure performance de l'ondulateur) et peut donc être plus compacte (avec à la fois une énergie plus basse et un gradient d'accélération plus élevé), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en ayant une consommation d'électricité moins importante.

La réussite du projet CompactLight aura des répercussions importantes : en plus de démontrer que la technologie en bande X constitue une nouvelle possibilité pour les installations utilisant des accélérateurs, le projet constitue une démonstration de l'intégration d'ondulateurs de pointe dans la prochaine génération de sources de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque...) compactes. Ces avancées pourraient favoriser la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à...) plus large d'une nouvelle génération d'accélérateurs et de sources de lumières compacts utilisant la technologie en bande X, et donc faciliter une vaste gamme d'applications, notamment médicales ; cela permettrait aussi le développement d'installations à rayons X compactes et économiques au niveau national ou même dans des universités, en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) et dans le reste du monde (Le mot monde peut désigner :).

Le projet CompactLight, qui se déroule sur trois ans, est financé par le programme Horizon 2020 de la Commission européenne ; il réunit un groupement de 21 instituts européens à la pointe de leur domaine, parmi lesquels Elettra, le CERN, le PSI, le KIT et l'INFN, en plus de sept universités et deux partenaires de l'industrie (Kyma et VDL). Le lancement de CompactLight a eu lieu pendant l'atelier 2018 sur le CLIC, qui s'est tenu au CERN.

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Source: Cristina Agrigoroae - Copyright CERN