Lauréats

Vincent Marceau

Lauréat du Fonds Nature et technologies —

Étudiant au doctorat en physique, Université Laval

Publication primée :

Femtosecond 240-keV Electron Pulses from Direct Laser Acceleration in a Low-Density Gas

Parue dans : Physical Review Letters, 111, 224801, 11-2013

« Lorsque fortement focalisées, les impulsions laser de haute puissance génèrent des champs électromagnétiques d’amplitude gigantesque. Ces derniers peuvent être mis à profit pour accélérer des électrons à une grande énergie sur une très courte distance. Par le biais de simulations numériques très réalistes, nous avons démontré qu’il est possible, en focalisant une impulsion laser dans un gaz de faible densité, d’accélérer des impulsions d’électrons dont la durée est de l’ordre de la femtoseconde (10-15 seconde). Nous avons également démontré que ces impulsions d’électrons ont les caractéristiques nécessaires pour être utilisées dans une technique visant à imager le mouvement atomique en temps réel. Nos travaux pourraient ainsi conduire au développement d’un instrument qui rendrait possible l’observation de phénomènes physiques avec une résolution spatiale et temporelle sans précédent. »

L’utilisation du laser en physique des accélérateurs de particules est prometteuse : elle permettrait de diminuer considérablement la taille et le coût des accélérateurs conventionnels. Dans la technique d’accélération laser proposée dans cette étude, les impulsions d’électrons qui sont produites constituent des sondes qui combinent de manière unique les résolutions spatiale et temporelle. Ces électrons pourraient être utilisés avantageusement pour observer, à l’échelle de l’atome, la structure de différents virus et protéines. Comme le contrôle et l’utilisation de ces agents biologiques dépend souvent d’une connaissance précise de leur structure, les accélérateurs laser constituent des outils de choix pour l’imagerie dans les domaines de la biologie, de la santé et de la science des matériaux.

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