Laser Apollon: record mondial de puissance attendu en 2016

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Fin 2016, Apollon deviendra le premier laser au monde à atteindre la puissance de 5 pétawatts (PW) (1), plusieurs fois celle des meilleurs lasers actuels. Cette installation, portée par le CNRS en partenariat avec l'École polytechnique, le CEA et d'autres institutions (2), est même conçue pour atteindre 10 PW. La chaîne laser a été installée dans l'ancien bâtiment de l'accélérateur linéaire de Saclay, au cœur de la nouvelle Université Paris-Saclay. Elle sera complétée par deux salles expérimentales où seront explorées les frontières de la physique. L'installation a été inaugurée le 29 septembre 2015.

La salle laser où a lieu l'amplification. En rouge, un « filtre spatial », chargé de maintenir la qualité optique du faisceau.
© Jérémy Barande/Permission to use granted by Newport Corporation. All right reserved.

Cette année internationale de la lumière proclamée par l'ONU marque la naissance d'Apollon, qui deviendra l'an prochain le laser le plus puissant du monde, avec ses 5 PW (1/35e de la puissance solaire reçue par la Terre). À terme, ce laser devrait atteindre une puissance de 10 PW. Grâce à son intensité lumineuse extrême, il produira des faisceaux de particules et des rayonnements aux paramètres inégalés, permettant de repousser les limites de la recherche fondamentale.

Laser Apollon : intérieur de l'enceinte du compresseur.
© Jérémy Barande/LULI/École polytechnique/CNRS Photothèque

Ouvert à la communauté scientifique nationale et internationale à l'horizon 2018, et intégré dans le Centre interdisciplinaire lumière extrême (Cilex), Apollon sera un instrument de choix pour explorer des domaines nouveaux, certains jusqu'ici essentiellement théoriques, de la physique relativiste (3) à la physique du vide, en passant par de nouvelles technologies d'accélération des particules et d'analyse de la matière.

Notes:
(1) 1 PW vaut 1 million de milliards de watts.
(2) Institut d'Optique Graduate School, ENSTA ParisTech, Université Paris-Sud, UPMC.
(3) Fonctionnement de la matière lorsque les particules se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière.

Pour plus d'information voir : http://www2.cnrs.fr/sites/communique/fichier/dp_apollon_ok.pdf

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aeris

Sans nous donner la durée des impulsions, l'article ne rime à rien...

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cisou9

___________ :_salut:
J'ai entendu à la radio quelque chose comme 10e-12 S mais ça me parait long !!! :_grat2:

KA
kace

aeris
Sans nous donner la durée des impulsions, l'article ne rime à rien...

Oui et non : c'est un record de puissance, donc ce qui compte c'est la puissance, pas l'énergie totale dégagée ; -)

Ce qui est clair, c'est que ça peut pas rester longtemps à ce niveau de puissance !
Petit calcul simple pour se faire une idée des ordres de grandeurs. A 10 PW, ça fait 1016 Watts. Sur 10-9 secondes, ça ferait 107 Joules : c'est énorme ... On parlait il y a longtemps du laser "megajoule", je sais pas s'il a été réalisé mais c'est colossal. Avec 10-12 secondes, on aurait encore 104 Joules : encore bcp ... A l'inverse, 10-15 secondes, c'est extrêmement court et difficile à produire.
Donc je dirais donc bien qqch autour de 10-13 secondes, avec une énergie totale de l'ordre de 1 KJoules ...

Mais en y réflechissant, j'aurais plus vite fait de vérifier ! Je poste et j'y vais ; -)

KA
kace

Trouvé : "Pour atteindre ce record de puissance, Apollon combinera une énergie élevée (150 joules) et une durée d’impulsion extrêmement courte (15 femtosecondes)". J'étais pas trop loin du compte finalement ; -)
Cf la page 6 du doc : http://www2.cnrs.fr/sites/communique/fichier/dp_apollon_ok.pdf

KA
kace

Ca génère une pression de rayonnement de 3000 milliards de fois la pression atmosphérique au point d'impact, soit 3 milliards de tonnes par cm2 !!! (sur une zone d'impact mesurant ~ un centième de millimètre) : ça calme

RY
Ryu

kace
On parlait il y a longtemps du laser "megajoule", je sais pas s'il a été réalisé mais c'est colossal.

Alors oui Apollon c'est bien 150J durant 15fs ce qui donne les 10PW. Pour ce qui est du laser megajoule, il a bel et bien vu le jour (début 2015), avec la mise en service des 4 1er faisceaux si je ne m'abuse. Il va ensuite être "upergradé" jusqu'aux 200 et quelques faisceaux prévus pour atteindre le mégajoule. Les tirs du Laser MégaJoule (LMJ) font quelques nanosecondes (10^-9s) ce qui redonne des puissances de l'ordre du PW, mais avec des durées aussi longues, la physique est bien différente, notamment, ce sont surtout des expériences de fusion thermonucléaire qui sont la motivation principale du projet. A noter qu'un tel laser existe déjà aux Etats-Unis depuis quelques années à Livermore et qui porte le doux nom de National Ignition Facility (NIF).
Dernière chose, une mégajoule, ce n'est pas si colossal dans l'absolu (bon d'accord c'est très grand mais on peut faire bien plus), ce qui est colossal c'est qu'il s'agit d'énergie sous forme de lumière quasi monochromatique, ultra directionnelle, cohérente etc. (bref de la lumière laser), et qui plus est concentrée en un temps aussi court.

KA
kace

En ligne avec toi Ryu, merci pour ces précisions !
Et en effet, 1 Megajoule, ce n'est jamais qu'un convecteur électrique "standard" allumé pendant à peine 10 minutes (2KW x 500 secondes) mais, comme tu l'indiques, concentrer cette énergie en 1 milliardième de seconde, sous forme de lumière monochromatique et sur une zone de moins de 1 mm, c'est autre chose !!!