Colloque

Accélération de particules au moyen de faisceaux laser du type Bessel

Michel Piché

Charles Varin

Membre a labase

Michel Piché

Résumé du colloque

Les champs électromagnétiques très élevés associés aux faisceaux laser sont d’intérêt pour l’accélération de particules en physique des hautes énergies. Toutefois, des difficultés fondamentales ont limité cette approche à des tests avec des électrons issus de plasmas produits par laser. À la source de ces difficultés, on retrouve la nécessité de produire des champs électriques longitudinaux, alors que les champs des faisceaux laser sont essentiellement transverses; de plus, la vitesse de phase des ondes électromagnétiques où il y a un champ électrique longitudinal excède la vitesse de la lumière dans le vide, limitant ainsi la zone où on peut maintenir en phase les particules et le champ qui les accélère. Nous proposons une configuration de faisceau laser permettant de générer des champs longitudinaux intenses et de maintenir en phase le champ et les particules. Cette configuration utilise une somme de faisceaux Bessel qui satisfont à la condition d’auto-imagerie périodique; par un choix judicieux de paramètres on peut faire en sorte que des particules relativistes soient accélérées aux positions où les faisceaux Bessel interfèrent constructivement, i.e. là où les champs longitudinaux sont les plus intenses. Entre ces positions, les particules subissent une modeste décélération puisque les faisceaux Bessel interfèrent destructivement, produisant ainsi des champs beaucoup plus faibles. Des estimés conservateurs laissent entrevoir des gains en énergie de l’ordre du GeV par mètre pour des électrons.

Contexte

Section :

Optique

Thème du colloque :

Optique

Hôte : Université Laval

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