Une équipe de physiciens du SLAC National Accelerator Laboratory, à Menlo Park, en Californie, a généré les faisceaux d’électrons les plus élevés et les plus puissants jamais produits. L’équipe a publié leur papier dans Lettres d’examen physique.
Depuis de nombreuses années, les scientifiques ont trouvé de nouvelles utilisations pour la lumière laser à grande puissance, de la division des atomes à des conditions d’imitation à l’intérieur d’autres planètes. Pour cette nouvelle étude, l’équipe de recherche a augmenté la puissance des faisceaux d’électrons, leur donnant certaines des mêmes capacités.
L’idée derrière les poutres les plus récentes et plus puissantes était assez simple, reconnaît l’équipe; Il s’agissait de savoir comment y arriver, ce qui était difficile. L’idée de base est d’obtenir autant de frais que possible dans le temps le plus court. Dans leur travail, ils ont généré 100 kiloamps de courant pour un seul quadrillionème de seconde.
Le travail impliquait d’envoyer des faisceaux d’électrons à haute énergie autour d’un accélérateur. Dans de tels appareils, les électrons sont poussés à des vitesses plus élevées par des aimants puissants – ils roulent sur des ondes radio dans un vide. L’équipe compare les électrons à une voiture de course voyageant autour d’une piste ovale. Dans leur cas, les électrons ont été accélérés pour accélérer environ 99% celui de la lumière. Mais lorsque les électrons atteignent le virage sur la piste, ils doivent évoluer, ce qui les ralentit. Pour prendre le tour plus rapidement, la voiture de course (électron) doit prendre un chemin plus droit que la norme.
Pour simuler ce chemin plus droit, les chercheurs ont envoyé une chaîne d’électrons un millimètre sur la piste. Dans une telle configuration, les électrons à l’avant se sont déplacés le long d’une partie moins aiguë de l’onde radio, ce qui signifiait qu’ils sont sortis du virage avec moins d’énergie – un phénomène connu sous le nom de chirp. Les chercheurs ont ensuite utilisé des aimants pour faire écourter les électrons à gauche, puis à droite, puis à gauche, avant de leur permettre de revenir sur leur chemin d’origine.
Ensuite, parce que les aimants ont dévié plus d’électrons d’énergie plus basse que ceux qui ont des énergies plus élevées, ceux qui ont des densités plus faibles ont dû prendre un chemin légèrement plus long – et ce chemin plus long a permis aux électrons d’énergie plus élevée de rattraper leur retard, ce qui a permis de comprimer la chaîne d’électrons. Les chercheurs ont ensuite ajouté un autre aimant qui a abouti à échanger de l’énergie contre la lumière, ce qui a rendu les gazouillis encore plus dramatiques.
Ils ont ensuite couru les cordes autour de la piste plusieurs fois, ce qui rend le faisceau plus puissant, mais plus court. À son zénith, le pouls ne faisait que 0,3 micromètre de long.
L’équipe de recherche suggère que leur technique pourrait conduire à de nouveaux travaux impliquant des processus chimiques ou peut-être produire de nouveaux types de plasma ou en révélant plus sur la nature de l’espace vide.
Plus d’informations:
C. Emma et al, génération expérimentale de faisceaux d’électrons extrêmes pour les applications accélérateurs avancées, Lettres d’examen physique (2025). Doi: 10.1103 / PhysRevLett.134.085001. Sur arxiv: Doi: 10.48550 / arxiv.2411.10413
© 2025 Science X Réseau