En 2018, le Département de l’Énergie des États-Unis a mis en place un réseau de centres exploitant des lasers ultra-puissants, appelé LaserNetUS. Organisé et financé par le Bureau des sciences de l’énergie par fusion (Fusion Energy Sciences – FES) du Département, ce nouveau réseau a été créé dans le but d’améliorer de manière significative l’accès à des lasers d’exception pour les chercheurs et chercheuses et de contribuer à restaurer la position autrefois dominante des États-Unis dans la recherche sur les lasers à haute intensité.
Ce nouveau financement de 18 millions de dollars, réparti entre 10 institutions partenaires et comprenant 1 million de dollars pour le soutien aux utilisateurs, permettra de maintenir et d’étendre les activités de LaserNetUS pour les trois prochaines années.
« L’initiative LaserNetUS est un exemple éloquent d’une communauté scientifique qui se rassemble pour repousser les frontières de la recherche, offrir aux étudiantes et aux étudiants et aux scientifiques un accès étendu à des installations uniques et à des technologies de pointe et favoriser la collaboration entre les chercheuses et les chercheurs et les autres réseaux dans le monde entier », souligne James Van Dam, directeur scientifique associé au Département de l’Énergie, bureau de la Science de l’Énergie par Fusion. « Nous sommes très heureux de travailler avec toutes ces institutions exceptionnelles, partenaires de cette initiative », ajoute-t-il.
L’initiative est notamment soutenue par l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), qui abrite le Laboratoire de Sources Femtosecondes. Comme le souligne le responsable de la recherche et professeur à l’INRS, François Légaré, « nous sommes très heureux de rejoindre le réseau américain à titre d’installation laser canadienne pour desservir les utilisateurs du monde entier grâce au soutien additionnel du ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec ».
LaserNetUS regroupe les lasers les plus puissants des États-Unis et du Canada, dont certains ont une puissance s’approchant ou dépassant le pétawatt. Les lasers pétawatts génèrent une lumière d’une puissance d’au moins un million de milliards de watts, soit près de 100 fois la puissance combinée de toutes les centrales électriques du monde, mais comprimée dans une impulsion des plus brèves. Ces lasers émettent des impulsions lumineuses ultrarapides d’une durée inférieure à un dixième de trillionième de seconde.
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Toutes les installations de LaserNetUS exploitent des lasers à haute intensité, dont les applications sont nombreuses pour la recherche fondamentale, la fabrication de pointe et la médecine. Elles peuvent recréer certaines des conditions les plus extrêmes de l’univers, telles que celles observées lors des explosions de supernovæ et à proximité des trous noirs. Les lasers peuvent générer des faisceaux de particules, utiles à la recherche en physique des hautes énergies, ou des impulsions de rayons X intenses afin de sonder la matière dans son évolution sur des échelles de temps ultrarapides. Ils sont utilisés pour développer de nouvelles technologies, notamment des méthodes permettant de générer d’intenses impulsions de neutrons pour évaluer le vieillissement des pièces d’avion ou pour réaliser des soudures avancées.
Plusieurs installations de LaserNetUS exploitent également des lasers à haute énergie à impulsions plus longues qui peuvent produire des conditions extrêmes comme celles des atmosphères planétaires étrangères ou encore produire des matériaux très comprimés; ils peuvent également être utilisés pour étudier l’interaction entre le laser et le plasma, importante pour les programmes d’énergie de fusion.
Au cours de sa première année de fonctionnement, LaserNetUS a fourni aux chercheurs de 25 institutions différentes du temps de faisceau pour 49 expériences. À ce jour, plus de 200 scientifiques utilisateurs, dont plus de 100 étudiants et post doctorants, ont participé à ces expériences. Voici les institutions membres de LaserNetUS : l’Université d’État du Colorado, le Lawrence Berkeley National Laboratory, le Lawrence Livermore National Laboratory, le SLAC National Laboratory, l’Université d’État de l’Ohio, l’Université du Michigan, l’Université du Nebraska-Lincoln, l’Institut national de la recherche scientifique, l’Université de Rochester et l’Université du Texas à Austin. Toutes les propositions de recherche sont soumises à une évaluation par les pairs devant un panel externe et indépendant d’experts nationaux et internationaux.
Les États-Unis jouent un rôle de pionnier dans la technologie des lasers à haute intensité et ont été le berceau de la recherche, d’ailleurs récompensée par le prix Nobel de physique en 2018. Le réseau et les prochaines mises à niveau des installations de LaserNetUS offriront de nouvelles possibilités aux scientifiques américains et internationaux en matière de découverte scientifique et de développement de nouvelles technologies.
