CE31 - Physique subatomique, sciences de l'Univers, structure et histoire de la Terre

Accélération Plasma Extrême : Recherche Intensive et Très Innovante Franco-Allemande – APERITIF-A

Résumé de soumission

L’accélération laser-plasma est capable de produire des faisceaux de plusieurs centaines de MeV sur des distances d’accélération de seulement quelques centimètres. Cependant, malgré ces résultats impressionnants la reproductibilité des faisceaux de particules produits par cette technique reste plus faible que celle obtenue sur des accélérateurs conventionnels. Pour certaines des applications de ces accélérateurs laser-plasma cela peut-être une limitation importante. Le facteur limitant la reproductibilité est peut-être le régime dans lequel les électrons ont été produits dans la plupart des expériences jusqu’à maintenant : dans le régime dit « de la bulle » l’excitation du plasma est très forte pour provoquer une éjection d’électrons des ondes de densité plasma avec un gradient accélérateur très fort. Ce régime a connu beaucoup de succès pour produire et accélérer des électrons jusqu’à des énergies élevées (plus de 100MeV/mm) mais c’est intrinsèquement non linéaire et les électrons qui sont extraits du plasma le sont d’une manière incontrôlée. Cela pourrait expliquer les difficultés pour obtenir des résultats reproductibles d’un tir à l’autre en termes d’énergie des électrons mais aussi de dispersion en énergie, de charge totale ou de stabilité de pointé.

Dans le projet ci-après nous proposons de faire fonctionner un accélérateur laser-plasma dans un régime différent où l’excitation plasma n’est pas aussi forte. Dans ce régime les forces dans le plasma restent linéaires ou quasi-linéaires et par conséquent l’accélération devrait être moins sensible à toutes sortes de fluctuations. Cependant, puisqu’il n’y a pas de rupture des ondes plasma dans ce régime les électrons doivent être injectés depuis une source externe tel qu’un photoinjecteur et un accélérateur RF. En utilisant des accélérateurs RF couplés à des lasers de puissances, à la fois en France et en Allemagne, nous allons étudier cette technique dans l’espoir de démontrer des faisceaux d’électrons hautement stable accélérés avec un gradient important.

Coordinateur du projet

Monsieur Nicolas Delerue (Laboratoire de l'accélérateur linéaire)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LAL Laboratoire de l'accélérateur linéaire
UHH University of Hamburg / Institut für Experimentalphysik

Aide de l'ANR 248 400 euros
Début et durée du projet scientifique : mai 2020 - 36 Mois

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