Le plus puissant laser à rayons X porte la matière à 2 millions C°

Des chercheurs travaillant au département américain de l’Énergie (DOE) et plus spécialement au SLAC (National Accelerator Laboratory) ont utilisé le plus puissant laser à rayons X du monde afin de créer et de sonder pour la première fois, un morceau de matière porté à ultra haute température, d’une façon contrôlée.

Les scientifiques indiquent avoir pris une avancée significative dans la compréhension de la matière extrême située dans le cœur des étoiles et des planètes géantes, et pourrait contribuer à des expériences visant à recréer le processus de fusion nucléaire, le même qui alimente le soleil.

Les expériences ont été réalisées au SLAC Linac Coherent Light Source (LCL), dont les impulsions du laser à tir rapide sont un milliard de fois plus brillantes que celles de toutes sources les de rayons X existantes. Les scientifiques ont utilisé ces impulsions pour chauffer un petit morceau de papier d’aluminium, créant ce qu’on appelle « la matière dense et chaude », et ont mesuré la température de ce solide (plasma), à environ 2 millions de degrés. L’ensemble du processus a pris moins d’un millième de milliardième de seconde.

"Le laser à rayons X du LCLS est une machine vraiment remarquable", a déclaré Sam Vinko, chercheur post-doctoral à l’Université d’Oxford et auteur principal du papier. "Rendre la matière dense extrêmement chaude devient scientifiquement important seulement si nous sommes en mesure de comprendre les conditions qui existent à l’intérieur des étoiles et au centre des planètes géantes de notre propre système solaire, voire au-delà."

"Les scientifiques ont longtemps été en mesure de créer un plasma à partir de gaz et de l’étudier avec des lasers conventionnels", a déclaré Bob Nagler du SLAC, spécialiste en instrumentation LCLS. "Mais aucun outils n’étaient disponibles pour faire la même chose avec des solides denses qui ne puissent être pénétrés par des faisceaux laser conventionnels."

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"Le LCLS, avec ses longueurs d’onde ultra-courtes est le premier système à pénétrer un solide dense et créer un échantillon uniforme de plasma, – dans ce cas, un cube de un millième de centimètre de côté – et à le mesurer dans le même temps, "a déclaré M. Nagler.

"Les données mesurées résultantes", précise t-il, "seront prises en compte dans les théories et les simulations des ordinateurs pour comprendre comment se comporte la matière dense et chaude. Cela pourrait aider les scientifiques à analyser et à recréer le processus de fusion nucléaire qui alimente le soleil."

** Cette opération a été rapportée dans la revue Nature.