💡 Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
dimanche, avril 12, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Un accélérateur de particules compact ouvre de nouvelles perspectives dans divers domaines

Un accélérateur de particules compact ouvre de nouvelles perspectives dans divers domaines

par La rédaction
29 novembre 2023
en Laser, Technologie

Les accélérateurs de particules, bien que souvent associés à des laboratoires de recherche de grande envergure, pourraient bientôt trouver leur place dans des environnements plus restreints. Une équipe internationale de chercheurs a mis au point un accélérateur de particules compact qui pourrait révolutionner les applications dans les semi-conducteurs, l’imagerie médicale et la recherche en matériaux, énergie et médecine.

Un accélérateur de particules compact et puissant

Les chercheurs de l’Université du Texas à Austin, de plusieurs laboratoires nationaux, d’universités européennes et de la société texane TAU Systems ont démontré un accélérateur de particules compact de moins de 20 mètres de long produisant un faisceau d’électrons d’une énergie de 10 milliards d’électrons volts (10 GeV). Il n’existe actuellement que deux autres accélérateurs aux États-Unis capables d’atteindre de telles énergies d’électrons, mais tous deux mesurent environ 3 kilomètres de long.

« Nous pouvons désormais atteindre ces énergies en 10 centimètres », a indiqué Bjorn Hegelich, professeur associé de physique à l’UT et PDG de TAU Systems, faisant référence à la taille de la chambre où le faisceau a été produit. Il est d’ailleurs l’auteur principal d’un article récent décrivant leur réalisation dans la revue Matter and Radiation at Extremes.

Cette cellule à gaz est un élément clé d’un accélérateur laser compact à effet Wakefield développé à l’université du Texas à Austin. À l’intérieur, un laser extrêmement puissant frappe l’hélium gazeux, le chauffe pour en faire un plasma et crée des ondes qui expulsent les électrons du gaz dans un faisceau d’électrons à haute énergie. Credit: Bjorn Hegelich

Des applications variées pour cet accélérateur de particules

Bjorn Hegelich et son équipe explorent actuellement l’utilisation de leur accélérateur, appelé accélérateur laser à sillage avancé, à diverses fins. Ils espèrent l’utiliser pour tester la résistance des électroniques destinées à l’espace face aux radiations, pour imager les structures internes en 3D de nouveaux designs de puces semi-conductrices, et même pour développer de nouvelles thérapies contre le cancer et des techniques avancées d’imagerie médicale.

Dessin d’une cellule à gaz. À l’intérieur, un laser extrêmement puissant frappe de l’hélium gazeux, le chauffe pour en faire un plasma et crée des ondes qui expulsent les électrons du gaz dans un faisceau d’électrons à haute énergie. Les nanoparticules, générées par un laser secondaire qui brille à travers la fenêtre supérieure et frappe une plaque métallique, augmentent l’énergie transférée aux électrons. Crédit : University of Texas at Austin

Cet accélérateur pourrait également être utilisé pour alimenter un autre dispositif appelé laser à électrons libres à rayons X, qui pourrait prendre des films au ralenti de processus à l’échelle atomique ou moléculaire. Des exemples de tels processus comprennent les interactions médicamenteuses avec les cellules, les changements à l’intérieur des batteries qui pourraient les faire prendre feu, les réactions chimiques à l’intérieur des panneaux solaires, et les protéines virales changeant de forme lors de l’infection des cellules.

Le fonctionnement de l’accélérateur de particules

Le concept des accélérateurs laser à sillage a été décrit pour la première fois en 1979. Un laser extrêmement puissant frappe du gaz d’hélium, le chauffe en un plasma et crée des ondes qui expulsent les électrons du gaz dans un faisceau d’électrons à haute énergie. Au cours des dernières décennies, divers groupes de recherche ont développé des versions plus puissantes. L’avancée clé des chercheurs repose sur les nanoparticules. Un laser auxiliaire frappe une plaque métallique à l’intérieur de la cellule à gaz, qui injecte un flux de nanoparticules métalliques qui amplifient l’énergie délivrée aux électrons par les ondes.

Schéma de l’accélérateur laser compact à champ de sillage développé à l’Université du Texas à Austin. Un faisceau laser entre sur le côté droit et se déplace dans la cellule à gaz où un faisceau d’électrons est créé, qui se déplace ensuite vers deux écrans scintillants (DRZ1 et DRZ2) pour être analysé sur le côté gauche. Crédit : University of Texas at Austin

« Le laser est comme un bateau glissant sur un lac, laissant derrière lui un sillage, et les électrons surfent sur cette vague de plasma », a expliqué B. Hegelich. « Il est difficile de se lancer dans une grande vague sans être submergé, donc les surfeurs de sillage sont tractés par des Jet Skis. Dans notre accélérateur, l’équivalent des Jet Skis sont les nanoparticules qui libèrent des électrons au bon endroit et au bon moment, de sorte qu’ils sont tous là dans la vague. Nous introduisons beaucoup plus d’électrons dans la vague quand et où nous le voulons, plutôt que répartis statistiquement sur toute l’interaction, et c’est notre secret. »

Pour cette expérience, les chercheurs ont utilisé l’un des lasers pulsés les plus puissants au monde, le Texas Petawatt Laser, qui est hébergé à l’UT et émet une impulsion lumineuse ultra-intense toutes les heures. Une impulsion laser d’un seul pétawatt contient environ 1 000 fois la puissance électrique installée aux États-Unis, mais ne dure que 150 femtosecondes, soit moins d’un milliardième de la durée d’une décharge d’éclair.

L’objectif à long terme de l’équipe est de piloter son système à l’aide d’un laser qu’elle est en train de mettre au point, qui tiendrait sur une table et pourrait émettre des impulsions répétées des milliers de fois par seconde, ce qui rendrait l’ensemble de l’accélérateur beaucoup plus compact et utilisable dans des environnements beaucoup plus vastes que les accélérateurs conventionnels.

Articles à explorer

Représentation artistique du noyau du nuage moléculaire MC 27, réalisée à partir des observations du télescope ALMA. La protoétoile et le disque qui l'entoure sont visibles en bas à droite, tandis que le gaz chaud s'étend vers l'extérieur en formant une structure annulaire, traversée par des lignes de champ magnétique.

Quand les bébés étoiles soufflent des anneaux lumineux

12 avril 2026
Un robot conçu pour faciliter l'irrigation de précision en action, dans un verger d'agrumes.

Arroser plus intelligemment, pas plus

11 avril 2026

En synthèse

Cette recherche représente une étape significative dans le développement des accélérateurs de particules. Le travail de cette équipe internationale a permis de créer un accélérateur compact capable de produire un faisceau d’électrons à haute énergie. Cela donne l’impulsion à de nombreuses applications potentielles, allant de l’imagerie médicale à la recherche en matériaux et en énergie.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’un accélérateur de particules compact ?

Un accélérateur de particules compact est un dispositif qui, contrairement aux accélérateurs traditionnels qui nécessitent des kilomètres d’espace, peut produire un faisceau d’électrons à haute énergie dans un espace beaucoup plus restreint, ici moins de 20 mètres de long.

Quelle est l’énergie produite par cet accélérateur ?

Cet accélérateur produit un faisceau d’électrons avec une énergie de 10 milliards d’électrons volts (10 GeV).

Quelles sont les applications potentielles de cet accélérateur ?

Les applications potentielles de cet accélérateur sont nombreuses, allant de l’imagerie médicale à la recherche en matériaux et en énergie, en passant par le test de la résistance des électroniques destinées à l’espace face aux radiations.

Comment fonctionne cet accélérateur ?

Un laser extrêmement puissant frappe du gaz d’hélium, le chauffe en un plasma et crée des ondes qui expulsent les électrons du gaz dans un faisceau d’électrons à haute énergie. Un laser auxiliaire frappe une plaque métallique à l’intérieur de la cellule à gaz, qui injecte un flux de nanoparticules métalliques qui amplifient l’énergie délivrée aux électrons par les ondes.

Quel est l’objectif à long terme de cette recherche ?

L’objectif à long terme de cette recherche est de rendre leur système plus compact et utilisable dans des contextes beaucoup plus larges que les accélérateurs conventionnels, grâce à un laser qu’ils développent actuellement et qui peut tirer des milliers de fois par seconde.

Principaux enseignements

Enseignements
Un accélérateur de particules compact a été développé.
Cet accélérateur produit un faisceau d’électrons avec une énergie de 10 GeV.
L’accélérateur a de nombreuses applications potentielles, y compris dans l’imagerie médicale et la recherche en matériaux et en énergie.
Le fonctionnement de l’accélérateur repose sur l’utilisation de lasers puissants et de nanoparticules.
L’objectif à long terme est de rendre le système plus compact et utilisable dans des contextes plus larges.

Références

Crédit image principale : TAU Systems

Article original : «Compact particle accelerator achieves record energy», University of Texas at Austin, publié dans la revue Matter and Radiation at Extremes. DOI: 10.1063/5.0161687

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Article précédent

Les ruches mal isolées pourraient causer un stress thermique aux abeilles

Article suivant

Le mythe de la supraconductivité à température ambiante dans le Lk-99 s’effondre

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Cela ressemble à un lustre, mais il s'agit en réalité d'un porte-échantillon placé au fond d'une machine de recherche à sous-refroidissement à l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague. C'est là que l'ordinateur quantique lui-même est testé.
Quantique

Aider à résoudre le problème de mémoire des ordinateurs quantiques

il y a 19 heures
Gros plan sur un système de dépôt d'énergie dirigé par laser (LDED) servant à la fabrication d'un nouvel acier à très haute résistance conçu par IA, qui offre un équilibre exceptionnel entre résistance et ductilité ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion, et qui ne nécessite qu'un traitement thermique en une seule étape d'une durée de 6 heures, à moindre coût.
Matériaux

L’apprentissage automatique conçoit un acier économique et inoxydable pour l’impression 3D

il y a 2 jours
Une nouvelle méthode mesure l'impact disruptif des découvertes scientifiques
Intelligence artificielle

Une nouvelle méthode mesure l’impact disruptif des découvertes scientifiques

il y a 2 jours
Un nanorotor en silice est piégé par une pince optique (en rouge) à l'intérieur d'un résonateur optique (en bleu). Une fois refroidi, l'alignement du rotor dans le champ de piégeage s'approche de sa limite d'incertitude quantique (cône blanc).
Quantique

L’état quantique fondamental de la rotation : une première en deux dimensions

il y a 2 jours
L’impact du numérique sur les décisions économiques
Technologie

L’impact du numérique sur les décisions économiques

il y a 3 jours
Simulation quantique record au Japon avec 1024 GPU
Quantique

Simulation quantique record au Japon avec 1024 GPU

il y a 3 jours
Robotique

Les travailleurs du Sud entraînent les robots qui menacent leurs emplois

il y a 3 jours
Une caméra couleur suffit aux robots pour saisir le verre et le métal
Robotique

Une caméra couleur suffit aux robots pour saisir le verre et le métal

il y a 3 jours
Plus d'articles
Article suivant
Le mythe de la supraconductivité à température ambiante dans le Lk-99 s'effondre

Le mythe de la supraconductivité à température ambiante dans le Lk-99 s'effondre

Faraday Future : plus de 300 réservations en 72 heures

Faraday Future : plus de 300 réservations en 72 heures

Le Projet Materials : une base de données mondiale pour les matériaux inorganiques

Le Projet Materials : une base de données mondiale pour les matériaux inorganiques

Inscription newsletter

Tendance

Représentation artistique du noyau du nuage moléculaire MC 27, réalisée à partir des observations du télescope ALMA. La protoétoile et le disque qui l'entoure sont visibles en bas à droite, tandis que le gaz chaud s'étend vers l'extérieur en formant une structure annulaire, traversée par des lignes de champ magnétique.
Astronomie

Quand les bébés étoiles soufflent des anneaux lumineux

par La rédaction
12 avril 2026
0

Des chercheurs ont découvert de nouvelles perspectives sur le développement précoce des bébés étoiles. En publiant dans...

Un robot conçu pour faciliter l'irrigation de précision en action, dans un verger d'agrumes.

Arroser plus intelligemment, pas plus

11 avril 2026
Cela ressemble à un lustre, mais il s'agit en réalité d'un porte-échantillon placé au fond d'une machine de recherche à sous-refroidissement à l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague. C'est là que l'ordinateur quantique lui-même est testé.

Aider à résoudre le problème de mémoire des ordinateurs quantiques

11 avril 2026
Un immigrant de longue date : représentation artistique (non à l'échelle) de la géante rouge SDSS J0915-7334, née près du Grand Nuage de Magellan et qui a depuis rejoint la Voie lactée.

Découverte : l’étoile la plus primitive de l’univers

11 avril 2026
Le Dr Jon Husband, chercheur à l'Institut pour le développement durable et le changement climatique de l'université de Bath (Royaume-Uni).

Une percée permet un recyclage infini des plastiques acryliques sans coût environnemental

10 avril 2026

Points forts

Découverte : l’étoile la plus primitive de l’univers

Une percée permet un recyclage infini des plastiques acryliques sans coût environnemental

L’apprentissage automatique conçoit un acier économique et inoxydable pour l’impression 3D

Une nouvelle méthode mesure l’impact disruptif des découvertes scientifiques

Un nanocatalyseur coréen relance la course à l’hydrogène

L’état quantique fondamental de la rotation : une première en deux dimensions

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Représentation artistique du noyau du nuage moléculaire MC 27, réalisée à partir des observations du télescope ALMA. La protoétoile et le disque qui l'entoure sont visibles en bas à droite, tandis que le gaz chaud s'étend vers l'extérieur en formant une structure annulaire, traversée par des lignes de champ magnétique.

Quand les bébés étoiles soufflent des anneaux lumineux

12 avril 2026
Un robot conçu pour faciliter l'irrigation de précision en action, dans un verger d'agrumes.

Arroser plus intelligemment, pas plus

11 avril 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales
  • Confidentialité
  • Contact

© 2025 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2025 Enerzine.com