Vue schématique d'une implosion de bulle, qui est une image envisagée montrant l'ensemble des principaux événements intégrés, c'est à dire., éclairage laser, propagation d'électrons chauds, implosion, et flash à protons. Crédit :M. Murakami
La technologie de compression d'impulsions laser inventée à la fin des années 1980 a permis d'obtenir une puissance élevée, techniques laser à impulsions courtes, augmentant l'intensité du laser de 10 millions de fois en un quart de siècle.
Des scientifiques de l'Université d'Osaka ont découvert un nouveau mécanisme d'accélération des particules qu'ils décrivent comme une implosion de microbulles, dans lequel des ions hydrogène à très haute énergie (protons relativistes) sont émis au moment où les bulles se rétrécissent à la taille atomique par irradiation d'hydrures avec des bulles sphériques micrométriques par des impulsions laser ultra-intense. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans Rapports scientifiques .
Le groupe dirigé par Masakatsu Murakami a signalé un phénomène physique étonnant :en réduisant la matière à une densité sans précédent, comparable à une masse de la taille d'un morceau de sucre pesant plus de 100 kilogrammes, des protons de haute énergie sont émis par les grappes nanométriques chargées positivement, une première mondiale. D'habitude, une distance d'accélération de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres est nécessaire pour que les accélérateurs conventionnels génèrent une énergie aussi énorme.
Dans une implosion de micro-bulles, un phénomène unique se produit dans lequel les ions (particules chargées) convergent vers un seul point dans l'espace à la moitié de la vitesse de la lumière. Ce phénomène, qui ressemble à l'opposé du Big Bang, est essentiellement différent de tous les principes d'accélération précédemment découverts ou proposés.
Un nano-pulsar - répétant des implosions et des explosions pour émettre des protons énergétiques. Crédit :M. Murakami
Ce nouveau concept clarifiera la physique spatiale inconnue des grandes échelles de temps et d'espace, comme les origines des protons de haute énergie dans les étoiles et distribués dans l'espace. En outre, comme source compacte de rayonnement neutronique par fusion nucléaire, ce concept sera utilisé dans une variété d'applications dans le traitement médical et l'industrie à l'avenir, comme la radiothérapie protonique pour traiter le cancer, le développement de nouvelles énergies avec la fusion nucléaire laser, photos en coupe pour le développement de piles à combustible, et le développement de nouvelles substances.
