Vue du dessus de l’expérience Injecteur ELISA piloté par le laser UHI 100 implanté à l’Iramis/Lidyl (collaboration LPGP-rfu-LIDyL-LLRLAL). Crédit : CEA/LIDyL
Les secteurs de recherche dans le domaine de l’accélération laser étant nombreux, les activités du SACM se focalisent aujourd’hui sur l’accélération laser-plasma pour électrons qui devrait offrir dans le court et moyen-terme des perspectives d’application dans de nombreux domaines : sources de rayonnement X et gamma compacts, physique des hautes énergies, technologies pour la santé, etc.
En effet, l'accélération laser-plasma a montré sa capacité à atteindre des champs jusqu'à trois ordres de grandeur plus élevés que les techniques d'accélération conventionnelles, et devrait permettre de réduire drastiquement la taille et le coût des futurs accélérateurs à électrons. Des avancées importantes ont été accomplies dans la dernière décennie (comme par exemple l'accélération d'électrons jusqu'à 4,25 GeV dans un capillaire au LBNL à Berkeley), dans la production de rayonnement par différents mécanismes, comme les sources Betatron, Compton ou avec onduleurs électromagnétiques. Cependant, le pas à franchir pour construire des sources compactes réellement conformes aux besoins des utilisateurs reste important, et certaines performances des faisceaux produits doivent être améliorées, comme la dispersion en énergie, la stabilité, la charge des paquets accélérés.
CILEX-APOLLON
Les activités sont articulées autour du centre interdisciplinaire Cilex-Apollon qui rassemble et fédère les différents acteurs au niveau de l’Université Paris-Saclay (11 laboratoires) :
? Étude du dispositif expérimental de la salle « Longue Focale » de l’installation Cilex-Apollon à l’Orme des Merisiers dédiée à l’accélération laser-plasma de faisceaux d’électrons. - Au sein du Groupe Projet LFA, le SACM a en charge les calculs de dynamique faisceau et la conception des lignes de transport ; il est notamment responsable du design de la ligne de transports du « schéma à deux étages » (injecteur et accélérateur). - Ces activités devraient s’étendre prochainement vers des calculs de simulation dans les structures plasma, ainsi que vers le design et la réalisation de diagnostics faisceaux.
? R&D : étude et réalisation de la ligne de transport et d’analyse compacte de l’injecteur laser-plasma implanté sur la centrale de proximité UHI100 de l’Iramis/Lidyl. - Dans le cadre du projet DACTOMUS, l’Irfu/Sacm a réalisé l’étude optique et fourni les éléments magnétiques : triplet formé de trois quadripôles à aimants permanents et spectromètre constitué d’un aimant dipolaire à aimant permanent.
PARTICIPATION AU RÉSEAU EUROPÉEN EURONNAC
Le réseau EuroNNAc (European Network for Novel Accelerators) rassemble les grands laboratoires et universités européens (plus de 50 Instituts) impliqués dans la R&D sur les nouvelles techniques d’accélération, dont l’accélération plasma représente la composante majeure. L’Irfu/SACM a rejoint ce réseau en mai 2014 qui a pour objectif de favoriser les échanges entre laboratoires et d’élaborer une réflexion à l’échelle européenne sur les nouvelles techniques d’accélération.
PARTICIPATION AU DESIGN STUDY EUROPÉEN EUPRAXIA
est fortement impliqué dans le Design Study européen EuPRAXIA du programme H2020. Ce projet (European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications) produira une étude de conception pour un accélérateur de recherche plasma européen orienté vers les applications de nouvelle technologie. Un scénario de mise en oeuvre sera proposé, incluant une étude comparative de sites possibles en Europe, une estimation du coût et un schéma de construction distribuée pour l’installation sur un site central. En tant que nouvelle grande infrastructure de recherche, EuPRAXIA placerait l'Europe au tout premier rang de développement d’accélérateurs plasma pilotés par les lasers les plus puissants du monde provenant de l'industrie européenne dans les années 2020. Le Consortium EuPRAXIA comprend 16 laboratoires et universités de 5 états membres de l’Union européenne. En outre, 18 partenaires de 8 pays sont associés, impliquant les instituts à la pointe du domaine en Europe, Japon, Chine et États-Unis. En plus de contribuer à la définition des paramètres globaux de l’accélérateur et au schéma d’implantation de l’installation, le SACM coordonne les simulations numériques réalisées avec des codes PIC (Particle-In-Cell) en vue d’optimiser les paramètres du plasma, du laser et les qualités du faisceau d’électrons.
• Physique et technologie des accélérateurs › Instrumentations et développements pour les accélérateurs
• Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
• Laboratoire d’'études et de développements pour les accélérateurs (Léda)
