Mini accélérateur de particules, maxi débouchés
Publié par Michel le 17/01/2007 à 00:00
Source: CNRS et PhysicsWeb
Illustration: Agustin Lifschitz, Laboratoire d'Optique appliquée
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 (Graphie) une version miniaturisée de ces appareils.


Un accélérateur miniature (vue d'artiste)
La seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. ...) impulsion laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain « light...) injecte des électrons qui "surfent" sur le sillage du premier

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 ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les...): une première impulsion laser est tirée sur un jet de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni...), produisant un plasma d'électrons et d'ions. En traversant ce plasma, l'impulsion crée un champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exercée à distance par des...) intense dans son sillage (un "champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de sillage": wakefield) qui possède un énorme potentiel accélérateur. Lorsque ensuite une seconde impulsion laser rencontre la première dans le plasma, l'interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type se rencontrent et interagissent l'une avec l'autre. Ce phénomène apparaît souvent en optique avec les ondes lumineuses, mais...) crée une onde stationnaire (Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence, dans le même milieu physique, qui forme une figure dont certains éléments sont fixes dans...) qui pré-accélère les électrons avant qu'ils n'entrent dans le wakefield. Cette méthode produit un faisceau d'électrons de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) sur une distance millimétrique.

En point de mire (Une mire est un dispositif permettant la mesure des paramètres d'un système de reproduction d'images.), des promesses en rafale, notamment dans les domaines de l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la...) et de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.): le procédé permettrait par exemple de développer une nouvelle forme de radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant des radiations pour détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se multiplier....) où un faisceau d'électrons serait utilisé pour brûler une tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans...) cancéreuse. Les travaux des chercheurs ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) d'une publication dans la revue Nature en décembre 2006.

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