Dans un article qui a fait la couverture du journal Lettres de physique appliquée , une équipe internationale de chercheurs a démontré une technique innovante pour augmenter l'intensité des lasers. Cette approche, basé sur la compression d'impulsions lumineuses, permettrait d'atteindre un seuil d'intensité pour un nouveau type de physique encore jamais exploré :les phénomènes d'électrodynamique quantique.

Chercheurs Jean-Claude Kieffer de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS), E. A. Khazanov de l'Institut de physique appliquée de l'Académie des sciences de Russie et en France Gérard Mourou, Professeur émérite de l'Ecole Polytechnique, qui a reçu le prix Nobel de physique en 2018, ont choisi une autre direction pour atteindre une puissance d'environ 10 ²³ watts (W). Plutôt que d'augmenter l'énergie du laser, ils diminuent la durée d'impulsion à seulement quelques femtosecondes. Cela permettrait de maintenir le système dans une taille raisonnable et de réduire les coûts d'exploitation.

Pour générer l'impulsion la plus courte possible, les chercheurs exploitent les effets de l'optique non linéaire. « Un faisceau laser est envoyé à travers une plaque de verre extrêmement fine et parfaitement homogène. Le comportement particulier de l'onde à l'intérieur de ce milieu solide élargit le spectre et permet une impulsion plus courte lorsqu'elle est recomprimée à la sortie de la plaque, " explique Jean-Claude Kieffer, co-auteur de l'étude publiée en ligne le 15 juin 2020 dans la revue Lettres de physique appliquée .

Installé dans l'installation Advanced Laser Light Source (ALLS) de l'INRS, les chercheurs se sont limités à une énergie de 3 joules pour une impulsion de 10 femtosecondes, ou 300 térawatts (10 ¹² W). Ils prévoient de répéter l'expérience avec une énergie de 13 joules sur 5 femtosecondes, ou une intensité de 3 pétawatts (10 ¹⁵ W). "Nous serions parmi les premiers au monde à atteindre ce niveau de puissance avec un laser qui a des impulsions aussi courtes, " dit le professeur Kieffer.

« Si nous obtenons des impulsions très courtes, nous entrons dans des classes de problèmes relativistes. C'est une direction extrêmement intéressante qui a le potentiel d'emmener la communauté scientifique vers de nouveaux horizons, " dit le professeur Kieffer. " C'était un très beau travail solidifiant le potentiel primordial de cette technique, " conclut Gérard Mourou.