26/01/2012 - Le laser le plus puissant du monde recrée l'intérieur des étoiles

Menéame

Un groupe de chercheurs du ministère américain de l’énergie et de l’université d’Oxford ont utilisé le laser à rayons X le plus puissant au monde pour réchauffer pour la première fois un morceau de matière jusqu'aux 2 millions de degrés. Cela prouve quelque chose dont rêvent même les pionniers de cette source de lumière quand ils ont commencé à travailler avec le laser il y a maintenant 50 ans.

Expliquez autrement que ce que les scientifiques ont accompli, c’est de recréer dans un laboratoire les conditions physiques de l’intérieur des étoiles.

Les expériences ont été réalisées en Californie (États-Unis) grâce à un outil puissant appelé Linac Coherent Light Source (CLLS). Cette source de lumière, dont le tir rapide de pouls laser est un milliard de fois plus lumineux que n’importe quelle autre source de rayons X, est capable de produire autant d’énergie que celle produite par toute la Belgique.

Les scientifiques ont utilisé ces impulsions de chaleur sur un petit morceau de papier d’aluminium, créant ce que les physiciens appellent "matière dense chaude." En moins d’un milliardième de seconde, ce plasma solide a atteint une température d’environ 2 millions de degrés Celsius.


Créer du plasma à partir d’un métal solide

Cet exploit, publié dans le dernier numéro de la revue Nature, fait faire aux scientifiques un grand pas en avant dans la compréhension de la matière la plus extrême qui se trouve au cœur des étoiles et des planètes géantes. En outre, selon les auteurs, il pourrait aider à recréer dans le laboratoire le processus de fusion nucléaire qui stimule le Soleil.

"Faire de la matière dense extrêmement chaude est scientifiquement important pour comprendre les conditions qui existent dans les étoiles et au centre des planètes géantes dans notre Système solaire et au-delà," explique Sam Vinko, chercheur à l’Université d’Oxford (Royaume-Uni).

Jusqu'à présent, la science n’avait réussi à créer du plasma à partir de gaz que parce qu’il n’existait pas d’outils permettant de faire de même avec des densités solides qui ne pouvaient pas être pénétrées par les rayons laser conventionnels.

"Le LCLS, avec sa longueur d’onde ultra-courte à rayons X, est le premier instrument qui peut pénétrer un solide dense et créer un patch uniforme de plasma en même temps," explique le co-auteur Bob Nagler, du Laboratoire Accélérateur National SLAC du Département de l’Énergie des États-Unis.

Le scientifique de l’Impérial college London, Jon Marangos, souligne également dans un article qui accompagne la recherche dans la revue " Nature " elle-même les vertus de l’instrument laser. "Le LCLS a permis les premières études sur la matière exposée aux rayons X avec des énergies de l’ordre du kiloélectronvoltio et a été utilisé pour décrire les nanoverres et les virus," commente-t-il.

" Les 60 heures qui se sont écoulées lorsque la LCLS a été dirigée pour la première fois sur un solide ont été les plus excitantes de toute ma carrière scientifique," affirme Justin Wark, leader du groupe d’Oxford. "À mon avis, le LCLS va vraiment révolutionner ce domaine de recherche."
 

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