Record de puissance pour un laser antimissile à électrons libres

Dans un laser à électrons libres, un accélérateur de particules, en bleu, injectent des électrons à grande vitesse dans un champ électromagnétique variable (en rouge), appelé onduleur car il impose aux électrons une trajectoire sinusoïdale. C'est elle qui 

Une puissance de quatorze kilowatts peut sembler modeste quand les meilleurs lasers impulsionnels dépassent le térawatt. Mais c'est bel et bien un record du monde pour un laser réglable, c'est-à-dire dont on peut régler finement la longueur d'onde.

Le nouveau joujou installé au Jefferson Lab (Newport News, Virginie) balaie en effet toute la gamme du visible, et même un peu au-delà, entre 250 nanomètres (ultraviolet) et 14 microns (infrarouge). Ses « pulses » de 300 microjoules sont courts, de moins d'une picoseconde (10^-12 seconde), ce qui n'est pas un record puisque les plus rapides des Lucky Luke du genre descendent vers la femtoseconde (10^-15 seconde). Mais ils peuvent se répéter au rythme de 75 fois par seconde.

Bientôt un accélérateur de particules sur les bateaux de la Navy ?

Il vient de grimper à 14,2 kilowatts pour une lumière infrarouge de 1,61 micron, faisant sûrement la joie de ses concepteurs, qui ont ainsi battu leur record de juillet 2004 (10 kW à 6 microns). Le laser du Jefferson Lab est d'un type particulier, dit à électrons libres (LEL en français, FEL, Free-Electron Laser en anglais). La lumière laser est produite par le rayonnement synchrotron d'un faisceau d'électrons, que l'on commence par emmener à des vitesses relativistes dans un accélérateur de particules, en l'occurrence le Thomas Jefferson National Accelerator Facility. On fait ensuite louvoyer ces électrons à l'aide d'un champ électromagnétique dans ce que l'on appelle un onduleur pour produire l'émission de photons par rayonnement synchrotron, amplifiée dans une cavité optique résonnante.

C'est l'émission dans le visible qui intéresse la Navy pour des transmissions à travers l'atmosphère mais aussi la possibilité de concevoir une arme antimissile embarquée à bord de ses navires. Les chercheurs précisent que les applications pourraient aussi concerner la chimie, la physique, la biologie et la médecine.