L'interaction entre les lasers et la matière est à la pointe des nouvelles recherches en physique fondamentale et constitue un socle potentiel pour de nouvelles innovations technologiques. L'une des initiatives à la pointe de cette enquête est le projet Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics (ELI-NP). Ici, le système laser haute puissance (HPLS) du projet, le laser le plus puissant au monde, n'est que l'un des outils permettant l'accélération des électrons avec les lasers, Accélération laser directe (DLA). Dans un nouvel article publié dans EPJ D , Etèle Molnar, ELI-NP, Bucarest, et les co-auteurs étudient et examinent les caractéristiques de l'accélération des électrons dans le vide causée par les impulsions laser les plus puissantes réalisables aujourd'hui, à la recherche de la clé du gain d'énergie net maximal.

En particulier, les auteurs calculent les valeurs optimales du faisceau laser nécessaires pour obtenir une énergie électronique maximale pour différents niveaux de puissance laser. Ils observent que le réglage de certains aspects d'un laser tels que la taille de son faisceau - le point auquel un faisceau laser a son rayon minimum - peut augmenter favorablement l'accélération maximale des électrons dans le vide pour les lasers polarisés linéairement et circulairement.

Comme on peut s'y attendre, Molnar et ses collègues constatent que l'énergie nette des électrons, et donc leur accélération, est surélevé avec une puissance laser accrue pour les faisceaux avec des tailles de faisceau optimales. L'article décrit un gain d'énergie moyen en électrons de quelques MeV dans des interactions d'impulsions complètes, dans laquelle les électrons possèdent l'énergie la plus élevée est d'environ 160 MeV. Dans d'autres cas tels que les interactions demi-impulsions, cependant, les auteurs disent que ces gains d'énergie sont presque d'un ordre de grandeur plus importants, atteignant jusqu'à 1 GeV.

En termes de recherches futures, le document propose d'autres directions potentielles. Par exemple, les chercheurs suggèrent qu'une étude mettant l'accent sur l'accélération laser directe avec des modes gaussiens de Laguerre plus élevés - des profils de faisceau à symétrie circulaire ou des lasers avec des cavités à symétrie cylindrique - devrait suivre l'article actuel.