😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
dimanche, novembre 1, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Vers une miniaturisation des accélérateurs de particules

Vers une miniaturisation des accélérateurs de particules

par La rédaction
1 mars 2024
en Recherche, Technologie

Les chercheurs de l’Université de Stanford progressent dans le développement d’un accélérateur d’électrons de taille réduite, s’appuyant sur la technologie dite « accélérateur sur puce ». Cette innovation ouvre des perspectives considérables dans le domaine de la physique, mais également pour des applications médicales et industrielles.

Leur étude récente révèle que l’accélérateur diélectrique à laser en silicium, ou DLA, est désormais capable d’accélérer les électrons tout en les confinant, générant ainsi un faisceau concentré d’électrons à haute énergie.

Payton Broaddus, doctorant en génie électrique et auteur principal de l’article publié le 23 février dans la revue Physical Review Letters, explique : « Si les électrons étaient des voitures microscopiques, c’est comme si, pour la première fois, nous dirigions et accélérions en même temps. »

De l’accélérateur de plusieurs kilomètres à celui de quelques microns

Les accélérateurs de particules produisent des faisceaux de particules à haute énergie qui permettent aux physiciens d’étudier les propriétés des matériaux, de produire des sondes focalisées pour des applications médicales et d’identifier les blocs élémentaires constituant toute la matière de l’univers. Les premiers accélérateurs de particules à haute énergie, développés dans les années 1930, pouvaient tenir sur une table. Aussi, pour étudier des phénomènes physiques plus avancés, il a été nécessaire de construire des systèmes plus grands. Par exemple, le tunnel de l’accélérateur linéaire original du SLAC National Accelerator Laboratory, mis en service en 1966 sur le campus de Stanford, mesure presque 2 miles de long.

Payton Broaddus est motivé par l’idée de construire un accélérateur linéaire de taille réduite qui pourrait, à terme, rivaliser avec les capacités de machines mille fois plus grandes, pour une fraction de leur coût. Cela permettrait également de nouvelles applications en médecine, comme l’attachement de ce dispositif à une petite sonde pour cibler précisément une tumeur avec un faisceau d’électrons.

Retrouvez facilement Enerzine dans les actualités Google. G Ajouter Enerzine
Micrographie électronique à balayage d’un accélérateur laser diélectrique d’un demi-millimètre de long à travers lequel les électrons se déplacent et s’accélèrent. Les cellules marquées en noir sont à focalisation longitudinale et défocalisation transversale (LFTD), tandis que les cellules blanches sont à défocalisation longitudinale et focalisation transversale (LDTF), ce qui permet aux électrons de rester sur la bonne voie. (Crédit image : Broaddus, P., Egenolf, T., Black, D. S., Murillo, M., Woodahl, C., Miao, Y., … Solgaard, O. (2024). Accélérateurs laser diélectriques à focalisation en phase alternée subrelativistes. Phys. Rev. Lett. 132, 085001. doi:10.1103/PhysRevLett.132.085001)

Les avancées en nanofabrication et en laser

Grâce aux progrès réalisés dans la fabrication à l’échelle nanométrique et dans les technologies laser, la vision de Payton Broaddus devient de plus en plus réalisable, selon Olav Solgaard, directeur du laboratoire Edward L. Ginzton et professeur à l’École d’ingénierie. Les accélérateurs traditionnels à radiofréquence sont constitués de cavités en cuivre stimulées par des ondes radio qui donnent un coup de pouce énergétique aux particules. Ces impulsions peuvent chauffer le métal, nécessitant ainsi un fonctionnement à des énergies et des taux d’impulsion plus faibles pour dissiper la chaleur et éviter la fusion.

En revanche, les structures en verre et en silicium peuvent gérer des impulsions énergétiques bien plus importantes issues des lasers sans surchauffer, ce qui leur permet d’être à la fois plus puissantes et plus petites. Il y a environ 10 ans, les chercheurs de Stanford ont commencé à expérimenter avec des structures de taille nanométrique fabriquées à partir de ces matériaux. En 2013, une équipe dirigée par le co-auteur de l’article, Robert Byer, professeur émérite, a démontré qu’un petit accélérateur en verre avec de la lumière infrarouge pulsée avait réussi à accélérer des électrons. Ces résultats ont conduit à l’adoption du projet par la Gordon and Betty Moore Foundation dans le cadre de la collaboration internationale Accelerator on a Chip (ACHIP) pour produire un accélérateur méga-électron-volt de la taille d’une boîte à chaussures.

Diriger les électrons avec des lasers

L’équipe de Stanford a maintenant démontré avec succès qu’elle pouvait également diriger les électrons à l’échelle nanométrique. Pour ce faire, ils ont construit une structure en silicium avec un canal sub-micronique placé dans un système sous vide. Ils ont injecté des électrons à une extrémité et éclairé la structure des deux côtés avec une impulsion laser façonnée qui délivrait des coups d’énergie cinétique. Périodiquement, les champs laser basculaient entre des propriétés de focalisation et de défocalisation, ce qui regroupait les électrons et les empêchait de dévier de leur trajectoire.

Cette chaîne d’accélération, de défocalisation et de focalisation a agi sur les électrons sur une distance de presque un millimètre. Bien que cela puisse sembler peu, ces particules chargées ont reçu une impulsion considérable, gagnant 23,7 kilo-électron-volts d’énergie, soit environ 25 % de plus que leur énergie initiale. Le taux d’accélération que l’équipe a pu atteindre dans leur prototype d’accélérateur miniature est comparable à celui des accélérateurs en cuivre conventionnels, et Payton Broaddus ajoute que des taux d’accélération bien plus élevés sont possibles.

Malgré cette avancée significative, il reste encore beaucoup à faire avant que ces petits accélérateurs puissent être utilisés dans l’industrie, la médecine et la recherche. Jusqu’à présent, la capacité de l’équipe à diriger les électrons a été limitée à deux dimensions ; un confinement tridimensionnel des électrons sera nécessaire pour permettre à l’accélérateur d’être suffisamment long pour des gains d’énergie plus importants.

La course de relais des électrons

Un groupe de recherche sœur à l’Université Friedrich Alexander (FAU) à Erlangen, en Allemagne, a récemment démontré un dispositif similaire avec un seul laser et partant d’une énergie de départ beaucoup plus faible. Ce dispositif et celui de Stanford feront finalement partie d’une sorte de course de relais électronique, explique le doctorant.

Cette future course de relais aurait trois participants : le dispositif de la FAU prendrait des électrons à faible énergie et leur donnerait un premier coup de pouce, puis ils pourraient être alimentés dans un dispositif similaire à celui que développe encore le chercheur. La dernière étape pour les électrons serait un accélérateur en verre, comme celui développé par Byer. Le verre peut supporter des coups de laser encore plus forts que le silicium, permettant à l’accélérateur d’augmenter encore l’énergie des électrons et de les pousser vers la vitesse de la lumière.

À terme, Solgaard croit qu’un tel accélérateur miniature sera utile en physique à haute énergie, explorant la matière fondamentale qui compose l’univers, tout comme le font ses homologues de plus grande taille. « Nous avons encore un très long chemin à parcourir », a-t-il dit. Mais il reste optimiste, ajoutant : « nous avons franchi les premières étapes. »

Article : « Subrelativistic Alternating Phase Focusing Dielectric Laser Accelerators » – DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.085001

Légende illustration : Illustration d’un accélérateur de la taille d’une boîte à chaussures. Une source d’électrons et un buncher/injecteur alimentent un DLA subrelativiste (le dispositif décrit dans cet article), qui accélère les électrons jusqu’à une énergie de 1 MeV. Ces électrons sont encore accélérés par un DLA relativiste piloté par un guide d’ondes SiO2, et passent finalement à travers un onduleur pour produire un rayonnement cohérent d’électrons libres. (Crédit photo : Fondation Moore / Payton Broaddus)

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: accelerateurelectronlaserparticules
Article précédent

L’Université d’Uppsala établit un nouveau record mondial d’efficacité pour les cellules solaires CIGS

Article suivant

Une signature unique a été trouvée sur une étoile cannibale

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Toyota estime à 400 000 robots son projet d'usines automatisées
Robotique

Toyota estime avoir besoin de 400 000 robots pour son projet d’usines automatisées

il y a 14 heures
L’Assemblée national vote une taxe de 5,5 centimes par Go, mais qui paiera vraiment ?
Industrie technologie

L’Assemblée national vote une taxe de 5,5 centimes par Go, mais qui paiera vraiment ?

il y a 1 jour
SPINE, un outil d'IA du SLAC, détecte 60 % d'événements de neutrinos en plus
Intelligence artificielle

SPINE, un outil d’IA du SLAC, détecte 60 % d’événements de neutrinos en plus

il y a 2 jours
Un microscope de pointe stimule la recherche de l'ORNL sur les matériaux à l'échelle atomique
Recherche

Un microscope de pointe stimule la recherche de l’ORNL sur les matériaux à l’échelle atomique

il y a 2 jours
Une ingénierie d'interface intégrée dynamique pour les batteries lithium-métal
Batterie

Une ingénierie d’interface intégrée dynamique pour les batteries lithium-métal

il y a 2 jours
Le rayonnement ambiant utilisé pour alimenter un capteur de température sans pile
Graphène

Le rayonnement ambiant utilisé pour alimenter un capteur de température sans pile

il y a 3 jours
Une énigme vieille de 120 ans rendue visible dans une gouttelette d'hélium
Recherche

Une énigme vieille de 120 ans rendue visible dans une gouttelette d’hélium

il y a 3 jours
BW ESS entre en France avec deux projets de stockage par batteries
Batterie

BW ESS entre en France avec deux projets de stockage par batteries

il y a 3 jours
Plus d'articles
Article suivant
Une signature unique a été trouvée sur une étoile cannibale

Une signature unique a été trouvée sur une étoile cannibale

L'observation au laser d'électrons en rotation pulvérise le record mondial de précision

L'observation au laser d'électrons en rotation pulvérise le record mondial de précision

45 nœuds et 73 liens : l'expérience réussie de réduction de la consommation d'énergie

45 nœuds et 73 liens : l'expérience réussie de réduction de la consommation d'énergie

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • HONOR illumine la tour Burj Khalifa et annonce le X9e Pro avec une batterie de 11 000 mAh

    HONOR illumine la tour Burj Khalifa et annonce le X9e Pro avec une batterie de 11 000 mAh

    24 partages
    Partage 10 Tweet 6
  • Appels téléphoniques indésirables. L’interdiction est en vigueur, mais le harcèlement continue

    16 partages
    Partage 6 Tweet 4
  • Le vortex polaire pourrait vaciller dès novembre : faut-il craindre un hiver glacial ?

    13 partages
    Partage 5 Tweet 3
  • Pleine Lune du Chasseur : maximum prévu le 26 octobre 2026 à l’aube

    14 partages
    Partage 6 Tweet 4
  • Gazole : E.Leclerc annonce 21 centimes de moins par litre dès le 1er novembre

    9 partages
    Partage 4 Tweet 2

Tendance

Prix à la pompe : les stations-service s’engagent à répercuter la baisse du gazole
Pétrole

Prix à la pompe : les stations-service s’engagent à répercuter la baisse du gazole

par La rédaction
1 novembre 2026
0

À la demande du Premier ministre, le Gouvernement organise la libération de 10 millions de barils de...

Gaz en hausse, retraites revalorisées, équipements hivernaux obligatoires : ce qui change au 1er novembre

Gaz en hausse, retraites revalorisées, équipements hivernaux obligatoires : ce qui change au 1er novembre

1 novembre 2026
Une ère glaciaire naissante a arrêté le réchauffement climatique, selon une étude

Saviez-vous que le changement climatique aurait mis fin à la prochaine période glaciaire ?

1 novembre 2026
Toyota estime à 400 000 robots son projet d'usines automatisées

Toyota estime avoir besoin de 400 000 robots pour son projet d’usines automatisées

1 novembre 2026
Lumina, une simulation cosmique à l’échelle de 1,5 milliard d’années-lumière

Lumina, une simulation cosmique à l’échelle de 1,5 milliard d’années-lumière

1 novembre 2026

Points forts

Toyota estime avoir besoin de 400 000 robots pour son projet d’usines automatisées

Lumina, une simulation cosmique à l’échelle de 1,5 milliard d’années-lumière

Belgique : une vignette numérique prévue en mai 2027. Ce que paieraient les automobilistes français

Livret A à 30 000 euros : les 7 050 euros de versements supplémentaires pourraient financer les lycées

Gazole : E.Leclerc annonce 21 centimes de moins par litre dès le 1er novembre

L’Assemblée national vote une taxe de 5,5 centimes par Go, mais qui paiera vraiment ?

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Prix à la pompe : les stations-service s’engagent à répercuter la baisse du gazole

Prix à la pompe : les stations-service s’engagent à répercuter la baisse du gazole

1 novembre 2026
Gaz en hausse, retraites revalorisées, équipements hivernaux obligatoires : ce qui change au 1er novembre

Gaz en hausse, retraites revalorisées, équipements hivernaux obligatoires : ce qui change au 1er novembre

1 novembre 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com