Une équipe combinée de chercheurs de l'Université d'Ottawa et du Conseil national de recherches du Canada a mis au point une nouvelle façon de générer des champs magnétiques puissants et rapides à l'aide d'impulsions laser. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , les chercheurs décrivent leur nouvelle technique et les façons dont elle pourrait être utilisée.

Au cours des dernières années, les champs magnétiques sont devenus plus importants dans divers domaines de recherche, y compris la médecine. Mais un moyen de générer rapidement des champs magnétiques puissants a pris du retard. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen de surmonter les problèmes associés aux tentatives antérieures d'accélérer la génération de champ magnétique.

Le nouveau travail s'appuie sur des tentatives antérieures d'utiliser des lasers pour accélérer le processus - ces expériences ont généralement été utilisées pour pousser des électrons dans le plasma autour d'une boucle, mais de tels dispositifs nécessitent des lasers très puissants qui ne sont disponibles que sur quelques sites de recherche. Aussi, lors de tentatives antérieures d'utilisation de lasers, des chercheurs ont orienté leurs lasers configurés comme un vortex optique dans un gaz. Les chercheurs avec ce nouvel effort proposent à la place un faisceau laser à vecteur azimutal. Dans un tel système, les lignes de champ électrique doivent prendre la forme de cercles autour d'un axe de faisceau central. Le système est le plus intense dans la partie annulaire de la région. Cela devrait permettre d'envoyer un électron autour de l'anneau, générer un champ magnétique dans la direction du faisceau. L'idée des chercheurs introduit également un deuxième laser avec une fréquence accordée à deux fois celle du premier faisceau. Cela modifie le calendrier du processus, permettant aux électrons de se déplacer lorsque le champ est à son maximum.

Les simulations de leur idée ont montré que si une impulsion laser principale de 11,3 microjoules était utilisée et qu'une impulsion doublée en fréquence de 1,9 microjoule était ajoutée comme deuxième laser, le système serait capable d'activer un champ de 8 Tesla en seulement 50 femtosecondes. Une telle configuration, les chercheurs notent, pourrait être utilisé dans des environnements de laboratoire typiques, bien qu'ils notent que cela détruirait probablement les échantillons magnétiques à l'étude. Ils suggèrent que ces problèmes pourraient être réduits en déplaçant les échantillons plus loin du champ magnétique. Ils suggèrent en outre que les dispositifs construits à l'aide de leurs idées pourraient être utilisés pour l'optoélectronique nécessitant des commutateurs rapides.

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