Description du projet
Contrôle laser de haute puissance pour les applications plasma
Le plasma, une forme extrême de la matière, est au cœur de technologies avancées telles que la fusion et l’accélération des particules. Pour créer et contrôler le plasma, des lasers de grande puissance (fonctionnant souvent à des niveaux de l’ordre du térawatt ou du pétawatt) sont indispensables. Cependant, la maîtrise de l’art de façonner les plasmas à l’aide de lasers reste un défi, notamment en raison des limites du contrôle des faisceaux de haute puissance. Cette lacune est comblée par le projet metaPOWER, financé par le CER, qui développera des métasurfaces à seuil d’endommagement élevé pour les lasers à haute puissance. Ces métasurfaces avancées permettront un contrôle précis des faisceaux laser, y compris des aspects spatio-temporels et de polarisation. Le projet vise à démontrer des applications révolutionnaires, telles que le contrôle de l’instabilité laser-plasma, l’accélération par champ de sillage et les sources de rayonnement accordables, afin de révolutionner l’énergie de fusion et l’accélération des particules.
Objectif
Plasma is an extreme form of matter at the heart of important applications like fusion and particle acceleration. The creation and control of plasma require high-power lasers, now increasingly within reach, often operating at terawatt or petawatt levels. One of the six grand challenges in Plasma Science and Engineering is mastering the art of molding plasmas with lasers, yet a gap exists: the need for advanced beam control at high power levels.
metaPOWER aims to fill this gap by developing high-damage-threshold metasurfaces—the state-of-the-art nanotechnology in structured light—for high-power lasers. These metasurfaces will be integrated in innovative laser beam shapers, offering spatiotemporal and vectorial (polarization) control over laser beams, thus making a leap over the state of the art, which is currently limited by the lack of advanced high-power optics.
The project will demonstrate the ability to seed and control laser-plasma instabilities via reconfigurable vector beams, and to create topology-controlled wakefield acceleration and tunable X-ray and THz-to-xUV sources based on space-time beams with orbiting pulses. This marks a paradigm shift in laser-matter interactions, enabling new possibilities in fusion energy, particle acceleration, and radiation sources. Feasibility is backed by solid preliminary results, including successful structured laser-plasma simulations, a demonstrated scheme for the synthesis of space-time beams, and initial metasurface fabrication resilient to high-power lasers.
The implications of metaPOWER's success extend far beyond the groundbreaking objectives of this proposal. These transformative technologies may catalyze advancements in quantum plasmas, laser material processing, high harmonic generation, and the development of a new class of polarization plasma optics, opening up new horizons in high-power structured laser-matter interactions.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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- ingénierie et technologienanotechnologie
- sciences naturellessciences physiquesoptiquephysique des lasers
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1000 029 Lisboa
Portugal