Accélération de particules par laser

L'alliance entre Lasers de Puissance et Plasmas permet de generer des champs electriques intenses capables d'accelerer des particules a tres haute energie. Differents schemas permettent d'envisager des sources d'electrons breves et intenses dans la gamme 1 MeV - 1 GeV, ou des etages accelerateurs avec des champs superieurs au GV/m. Dans un plasma, a une separation meme faible entre les electrons et les ions est associe un champ de charge d'espace qui peut facilement atteindre des valeurs de l'ordre du GV/m, bien superieures aux valeurs des champs radiofrequence utilises dans les accelerateurs de particules actuels. De plus, comme ces champs de charge d'espace peuvent se propager a des vitesses de phase relativistes, ils sont susceptibles d'accelerer des particules a de tres fortes energies. Le champ electrique d'un faisceau laser de puissance est lui aussi tres eleve, mais son caractere transverse ne lui permet pas d'accelerer efficacement des particules. Un plasma peut utiliser cette puissance lumineuse et transformer ce champ transverse en une onde longitudinale progressive. Differents schemas ont ete proposes et demontres experimentalement. Des faisceaux d'electrons ont ete acceleres et des gains d'energies de 1 MeV a 100 MeV ont ete obtenus dans des champs allant de 1 GV/m a plus de 100 GV/m.