Interaction laser plasma et accélération des particules

Université Pierre et Marie Curie L.P.O.C., T. 12, E. 5, 4 place Jussieu, 75252 Paris, France

Résumé

On passe en revue les mécanismes d'interaction susceptibles de conduire à des ondes de plasma électroniques de grande amplitude. Celles-ci sont à leur tour capables de communiquer des énergies extrêmement élevées (TeV) à des électrons, avec des gradients d'accélération dépassant le GeV/m. La diffusion stimulée Raman vers l'avant, les battements entre deux ondes électromagnétiques, les battements laser onduleur peuvent servir à créer les ondes de plasma dont on analyse la croissance, et la saturation sous l'effet de corrections relativistes. On précise les lois d'échelle relatives à l'accélération. On montre l'intérêt des perfectionnements du type « surfatron ». On discute sommairement l'état de l'art : théorie, simulations numériques, expériences préliminaires.

Abstract

Interaction mechanisms that may generate high amplitude electron plasma waves are reviewed. Such waves are able to communicate very high energies (TeV) to electrons with gradients over 1 GeV/m. Stimulated forward Raman scattering, beating between two electromagnetic waves, laser wiggler beating in a plasma, can be used to create plasma waves whose growth rate and relativistic saturation are investigated. Scaling laws for acceleration are given. An improvement, the « surfatron » is shown to be of interest. The state of the art in theory, numerical simulations and preliminary experiments is discussed.