Les chercheurs ont découvert un moyen très efficace de produire des faisceaux de photons à haute énergie. L'énergie obtenue est un milliard de fois supérieure à l'énergie des photons dans la lumière visible. Ces rayons gamma de haute intensité dépassent largement toutes les limites connues, et ouvrir la voie à de nouvelles études fondamentales.

"Quand on dépasse la limite de ce qui est actuellement possible, nous pouvons voir plus profondément dans les éléments de base de la nature. Nous pouvons plonger dans la partie la plus profonde des noyaux atomiques, " dit Arkady Gonoskov, chercheur au Département de physique de l'Université de technologie Chalmers.

Les résultats ont été récemment publiés dans la revue High Impact Examen physique X . La nouvelle méthode est le résultat d'une collaboration entre l'Université de technologie Chalmers en Suède, Institute of Applied Physics et Lobatchevsky University en Russie et University of Plymouth au Royaume-Uni. Physiciens dans différents domaines, ainsi que des informaticiens, ont réussi à élaborer les modèles numériques et les estimations analytiques pour simuler ces rayons gamma ultra-forts d'une manière nouvelle et quelque peu inattendue.

Dans les cas normaux, si vous tirez une impulsion laser sur un objet, toutes les particules se dispersent. Mais si la lumière laser est suffisamment intense et que tous les paramètres sont corrects, les chercheurs ont découvert que les particules sont plutôt piégées. Ils forment un nuage où des particules de matière et d'antimatière sont créées et commencent à se comporter de manière très particulière, de façon inhabituelle.

"Le nuage de particules piégées convertit efficacement l'énergie laser en cascades de photons de haute énergie - un phénomène très chanceux. C'est une chose incroyable que les photons de cette source puissent être d'une telle énergie, " dit Mattias Marklund, professeur au Département de physique de Chalmers.

La découverte est très pertinente pour les futures installations laser à grande échelle qui sont en cours de développement. Les sources lumineuses les plus intenses au monde seront produites dans de telles installations de recherche, aussi grandes que des terrains de football.

« Notre concept fait déjà partie du programme expérimental proposé pour l'une de ces installations :Exawatt Center for Extreme Light Studies en Russie. Nous ne savons toujours pas où ces études nous mèneront, mais nous savons qu'il y a encore des choses à découvrir en physique nucléaire, par exemple de nouvelles sources d'énergie. Avec des études fondamentales, vous pouvez viser quelque chose et finir par découvrir quelque chose de complètement différent - ce qui est plus intéressant et important, " dit Arkady Gonoskov.