Un laser compact produit des rayons X lumineux
L'accélération par onde de sillage laser (LWFA) est parfaitement adaptée au développement d'accélérateurs de plateau de l'ordre du gigaélectronvolt (GeV), qui produisent des faisceaux d'électrons très lumineux sur une durée de seulement quelques femtosecondes. Ces accélérateurs exploitent les grands sillages électrostatiques que laissent derrière elles les impulsions optiques intenses traversant un plasma. Dans l'onde de plasma, le champ électrique peut atteindre 100GeV/m, ce qui correspond à un ordre de grandeur plus élevé que ce que produisent les technologies conventionnelles d'accélérateur. A contrario, HHG nécessite des champs électriques laser beaucoup plus faibles. Une cible (gaz) est éclairée par une impulsion laser relativement intense et elle émet les harmoniques élevées du faisceau de génération. Dans le cadre du projet NOVELXSOURCE (Construction and optimization of a novel, ultra-compact, ultra-fast hard X-ray coherent source), financé par l'UE, des scientifiques ont combiné les deux mécanismes (LWFA et HHG) pour produire des rayons X durs. En utilisant le système laser nouvellement développé, ils ont tout d'abord généré des électrons relativistes grâce au mécanisme LWFA et produit des faisceaux de photons à harmoniques élevées à partir de la cible gazeuse. En propageant les deux faisceaux dans des directions opposées, l'équipe a produit avec succès une source de rayons X cohérente, ultra-compacte, ultra-rapide et à haute énergie. Un tel système de table peut être utilisé pour une grande variété d'applications, comme l'exploration à haute résolution de matière dense chaude ou l'imagerie médicale ultra-rapide. Les faisceaux d'électrons de NOVELXSOURCE ont été accélérés à des énergies de l'ordre de 2 GeV, ce qui est un nouveau record européen. Ces électrons de haute énergie ont permis d'atteindre une résolution sans précédent pour l'imagerie de grands échantillons biologiques.
Mots‑clés
Rayons X, ultra-rapide, génération d'harmoniques élevées, accélération par onde de sillage laser, NOVELXSOURCE
