La course au « laser le plus puissant du monde » se poursuit. A l'université du Texas, le laser pétawatt vient de réaliser son premier tir et revendique le record mondial. Au programme de cet instrument : la simulation d'une supernova, d'une étoile et d'une naine brune...
A Austin, au Texas, l'équipe du Texas Center for High-Intensity Laser Sciencelaser pétawatt, en construction depuis trois ans. Sa puissance, expliquent les chercheurs, est de « deux mille fois celle des centrales énergétiques des Etats-Unis ». De telles valeurs sont bien difficiles à se représenter, d'autant que différentes équipes dans le monde annoncent des chiffres du même ordre et annoncent en général détenir un record... vient d'utiliser pour la première fois le
Comme tous les lasers de cette puissance, le laser texan n'émet que des impulsions extrêmement brèves, qui se mesurent en femtosecondes, une femtoseconde représentant 10-15 seconde. La puissance initiale des faisceaux laser est concentrée durant ce temps très court par la technique de l'amplification par dérive de fréquence, en anglais Chirped Pulse Amplification ou PCA. L'énergie est telle que le faisceau résultant doit se propager dans le vide avant de toucher la cible, sous peine de provoquer une explosion prématurée due aux chocs sur les molécules de l'air ambiant...
Au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL, Californie), un tel instrument a déjà atteint le pétawatt, soit 1015 watts, par centimètre carré. Au mois de février 2008, l'université de Ann Arbor (Michigan) annonçait une puissance phénoménale de 1022 watts par centimètre carré grâce au laser saphir-titanium Hercules (Center for Ultrafast Optical Science).
Au cœur du laser pétawatt... © Texas Center for High-Intensity Laser Science
Une supernova au labo ?
A l'université du Texas, le laser n'a atteint, comme son l'indique, que le pétawatt par centimètre carré. La valeur peut sembler faible en comparaison mais elle est tout de même énorme... Les impulsions texanes sont longues : elles se prolongent sur une centaine de femtosecondes contre une trentaine pour Hercules.
Les applications de ces lasers sont assez nombreuses et concernent la physique des plasmas et la fusion nucléaire. Todd Ditmire, un des physiciens à l'origine de projet, explique que les premières expériences concerneront l'astrophysique. En pointant le faisceau sur un volume de gaz, il serait possible de reproduire les phénomènes à l'œuvre dans une supernova. Figure aussi au programme la fusion de noyaux de deutérium, une réaction semblable à celles qui se déroulent dans les étoiles (et que l'on espère maîtriser un jour dans d'hypothétiques réacteurs à fusion nucléaire).
Enfin, en concentrant le faisceau sur un métal, comme l'aluminium, on peut obtenir un échauffement si rapide que le métal n'a pas le temps de se dilater et on obtient une structure analogue à celle des naines brunes, sortes d'étoiles avortées assez mal connues.
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