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La miniaturisation des Accélerateurs de Particules

Les  accélerateurs  de  particules  peuvent  mesurer  plusieurs  KM  de  long  . 

En  réduisant  leur  tailles , par  l'  innovation  technologique  , nos  scientifiques  arriveront  dans  le  futur  à  concevoir  des  armes  laser  a  particules  miniatures  . Ils  pourront  être  installé  sur  des  blindés  ou  des  Avions  . Sur  terre  ,  les  canons  à  poudre  cèderont progressivement  la  place  aux  canons  à  particules  .

 

Accélération d'électrons dans un plasma :<BR>la méthode du sillage ...

Le but de l'accélération de particules est de produire des particules de hautes énergies. L'analyse de leurs collisions permet d'étudier les éléments fondamentaux de la matière ainsi que les interactions mutuelles entre ces particules. Les champs électriques, qui les accélèrent sont actuellement produits par des accélérateurs, sont limités par des phénomènes de claquages à environ quelques dizaines de MeV par mètre. Dans le cas des accélérateurs circulaires, pour compenser les pertes par rayonnement synchrotron, les ingénieurs sont amenés à construire des accélérateurs de dimensions gigantesques (l'anneau du CERN a pour exemple une circonférence de 27 km) et donc des coûts importants.

Les physiciens américains Tajima et Dawson ont proposé en 1979 d'utiliser des plasmas créés par laser pour accélérer des particules. Dans ce milieu, le champ électrique transverse de l'impulsion laser est transformé efficacement en champ électrique longitudinal par le plasma. On obtient des variations de densité électronique le long de l'axe de propagation du laser, qui permettent d'accélérer des particules. Il est possible d'injecter dans ces structures des électrons afin de les accélérer à des vitesses plus élevées ou bien de piéger directement les électrons présents dans le plasma. La vitesse de propagation de cette onde accélératrice est proche de la vitesse de groupe du laser (pratiquement la vitesse de la lumière), ce qui permet d'obtenir des énergies élevées. L'énergie maximale des électrons est d'autant plus grande que la densité électronique est faible. A titre d'exemple, pour un plasma à la densité électronique de 1019 cm-3, le champ électrique peut atteindre des champs de l'ordre de 100 GV/m, soit près de 10000 fois plus intense que ceux des accélérateurs classiques. Tout ceci a lieu sur des distances très petites (millimétriques).

Le développement de lasers très intenses (1018 W/cm2), délivrant des impulsions laser ultra-brèves avec un haut taux de répétition permettent d'envisager des applications futures à ces nouvelles sources dont les propriétés de brièveté et de collimation en peuvent égaler aujourd'hui par des techniques conventionnelles. Nous présentons en dernière section (Sec 4) des applications ciblées qui permettent de tirer parti des avantages de cette source.




06/03/2011
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