[News] Le collisionneur du futur ?

[Michel]

Pourquoi deux études parallèles pour un même collisionneur linéaire ? Loin d’être un double effort et un gaspillage de ressources, ces deux études s’inscrivent dans une stratégie de complémentarité afin de fournir la meilleure technologie requise par la physique du futur. Le 12 juin dernier a eu lieu au CERN la première réunion conjointe de CLIC et de ILC en présence du management du CERN. Le Collisionneur linéaire international (ILC) et le Collisionneur linéaire compact (C...

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[Maulus]

Ils sont prometteur ces accélérateurs linéaires, aussi bien sur le plan technologique et physique que sur le plan humain

[JNem19]

Il auront de la concurrence. Les scientifiques du laboratoire de Berkeley ont réussis à accélérer des électrons à 1 GeV
sur 3,3cm et préparent un dispositif (utilisant conjointement un plasma et des impulsions laser) pour accélérer des
électrons à 10 GeV sur un mètre. Un collisionneur linéaire (ou non) utilisant ces dispositifs en série atteindrait 1 TeV
en 100m et 270 Tev en 27km. En comparaison le SLAC (accélérateur linéaire) atteint 50 GeV en 3,2km et le LHC atteindrait 14 TeV en 27km. Et cela ne semble pas la performance ultime théorique de cette technique. Des accélérations plus fulgurantes encore sont à prévoir (pour des particules chargées). Les physiciens ne sont pas encore face à un mur...

[Oswald_le_fort]

En fait, ils arrivent à accelérer sur des courtes distances, mais c'est techniquement pas possible d'augmenter la taille des appareils. La consommation en énergie est trop grande. Faire plus qu'un mètre relève de la fiction... (Je sais, qui aurait pensé ya 50 ans qu'on aurait une machine pour avoir 14TeV ?)

[buck]

On a la place pour mettre un systeme d'analyse sur un truc qui fait un metre ???

[Oswald_le_fort]

Plus ou moins... L'interêt serait éventuellement de mettre des détecteurs tout autour de l'accélérateur, de manière à ne pas perdre d'information. Mais bon, l'interêt est limité.

[JNem19]

@ oswald le fort
Si votre commentaire est une réponse au mien, je suis en désaccord avec, car les scientifiques de Berkeley sont
bien en train de développer ce concept et des collisionneurs inimaginables sont à la clef.
Certes la puissance du laser visé est de l'ordre du Petawatt, mais l'impulsion a une durée très faible, ce qui fait
que l'énergie mise en jeu n'est pas collosale. Il en faut sans doute bien plus pour projeter une balle de fusil à
une vitesse standard.
Cet article http://www.lbl.gov/publicinfo/newscenter/features/2008/apr/af-bella.html (trouvé sur le site du laboratoire) ne semble parler nulle part d'un obstacle énergétique au niveau de l'alimentation en énergie.
Il indique par ailleurs que le gradient d'accélération (le champ accélérateur dans l'article) dépasse largement le GV/m au contraire des deux techniques de l'article qui semble limitées à 0,035GV/m et 0,1GV/m et dont le potentiel est donc moindre.
Nulle limite au champ accélérateur ne semble proche pour cette nouvelle technique.Les physiciens ont en ligne de mire la limite de Swinger ( à 3 milliards de GV/m) qu'ils souhaiteraient dépasser avec cette approche pour créer (à partir du "vide") des paires de particules stables (création de matière à partir d'énergie), entre autres...
The sky is no limit...

[fffred]

@ oswald le fort
Si votre commentaire est une réponse au mien, je suis en désaccord avec, car les scientifiques de Berkeley sont
bien en train de développer ce concept et des collisionneurs inimaginables sont à la clef.
Certes la puissance du laser visé est de l'ordre du Petawatt, mais l'impulsion a une durée très faible, ce qui fait
que l'énergie mise en jeu n'est pas collosale. Il en faut sans doute bien plus pour projeter une balle de fusil à
une vitesse standard.
Cet article http://www.lbl.gov/publicinfo/newscenter/features/2008/apr/af-bella.html (trouvé sur le site du laboratoire) ne semble parler nulle part d'un obstacle énergétique au niveau de l'alimentation en énergie.
Il indique par ailleurs que le gradient d'accélération (le champ accélérateur dans l'article) dépasse largement le GV/m au contraire
des deux techniques de l'article qui semble limitées à 0,035GV/m et 0,1GV/m et dont le potentiel est donc moindre.
Nulle limite au champ accélérateur ne semble proche pour cette nouvelle technique.

A propos de l'accélération de particules par laser, c'est très proche de mon domaine, donc je me permets d'en dire deux mots. Il y a en effet un gros obstacle pour augmenter l'énergie des lasers : c'est la destruction du matériel optique à cause des intensités lumineuses colossales. Deuxièmement, le champ dépasse le GV/m mais l'accélération sur plus d'un centimètre est intrinsèquement impossible à moins d'avoir recours à une méthode nouvelle => on arrive difficilement à accélérer des électrons jusqu'au GeV. Autre chose : la quantité d'électrons est faible, de plus que cela marche en "monocoup" (une dixaine de fois par jour), et que ces électrons ne sont pas monoénergétiques, ni collimatés.
Au final, cette technologie a plusieurs décennies de retard par rapport aux accélérateurs classiques, mais c'est pas une raison pour s'arrêter là ...

[Victor]

Si j'ai bien compris le problème des accélérateurs linéaires... C'est que la cavité doit s'adapter à l'énergie acquise du faisceau et tenir compte des effets relativistes... De plus à chaque particules son mode de résonance... Et donc on ne peut reproduire périodiquement les mêmes cavités résonantes... Est ce là le problème ai je bien compris ? Puis secundo dans un accélérateur de plusieurs dizaines de km le faisceau doit suivre une droite, Faisceau linéaire? oui ou non ? Ce qui devrait créer des accélérateurs avec des paramétrages encore plus serrés que le LHC ? Oui ou Non?

[JNem19]

Bonjour fffred,
Je pense que vous tirerez profit de la lecture des article dont les liens sont en bas de page de celui que j'ai donné.
Malheureusement ils sont en anglais, mais je suppose que vous maîtrisez la langue.
Manifestement on a réussi à répondre déjà à une partie des problèmes (il y a méthode nouvelle, l'accélération sur plus
d'un cm est réalisée , on parle d'une fréquence de tir d'un coup/sec , le laser semble réalisable par l'industrie et le financement semble acquis (au moins au niveau du DOE) pour réaliser l'expérience "BELLA" et mettre au point un faisceau concentré d'électrons (peu dispersés en énergie) accéléré à hauteur de 10 GeV sur une distance de l'ordre du mètre.
Que tous les paramètres ne soient pas au-delà de ce qui se fait est débat de spécialistes...
Un article titré "GeV electron beams from a cm-scale accelerator" est disponible en ligne (adresse indiquée dans l'un des 3 articles précités).
Sauf erreur la science des fusées avaient cent millions d'années de retard sur le vol des animaux et cependant la première nous a mené à la Lune et aucun oiseau n'y est allé...
C'est souvent en changeant de technologie qu'on progresse plus vite qu'en améliorant celles qui existent. Non ?...

[fffred]

Il ne faut pas prendre ce qu'il y a dans les articles pour déjà gagné. Il reste encore beaucoup de chemin pour rivaliser avec les collisionneurs actuels. Je n'ai pas dit qu'on y arrivera pas, mais que cela prendra un certain temps ...
J'ai assisté à plusieurs séminaires sur le sujet ce mois-ci, et une échéance d'au moins deux ou trois décennies était présentée comme optimiste.

[passant]

C'est souvent en changeant de technologie qu'on progresse plus vite qu'en améliorant celles qui existent. Non ?...

Oui, c'est ce qui c'est passé pour la technologie automobile. Passage du carburateur à l'injection électronique et de la bougie à l'allumage électronique.

Le carburateur et la bougie avaient trouvé leurs limites d'utilisation performante.

[bongo1981]

et l'injection directe qui permet avec un 1.4 L essence (et ch'est pas s'il y a un turbo) d'atteindre 130 ch !!!!