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Univ. Paris-Saclay
Glossaire

Plasma sur-critique : un plasma est dit sur-critique à la longueur d’onde  l, si sa densité est suffisamment élevée pour réfléchir une onde électromagnétique incidente de cette longueur d’onde.


 

 Code « Particles-in-Cells » : le comportement d’un plasma est régi par les N équations du mouvement des N particules le constituant, qui déterminent le mouvement de ces particules, et par les équations de Maxwell, qui donnent les champs électromagnétiques responsables des interactions entre particules. Pour étudier numériquement de façon exacte le comportement d’un plasma, il « suffirait » en principe de résoudre ce système de N+4 équations vectorielles couplées. Sachant que N est typiquement un nombre de l’ordre du nombre d’Avogadro (~6.1023), ceci est évidemment impossible avec les moyens de calculs existants. Une alternative consiste à simuler le mouvement de macro-particules censées représenter simultanément un grand nombre de particules du plasma. Ces particules ont k fois la masse et la charge de particules réelles, et évoluent donc selon la même dynamique que les particules réelles dans un champ électromagnétique. L’inconvénient est que les interactions entre particules chargées ne correspondent pas à la situation physique réelle. Néanmoins, si un nombre suffisant de macroparticules est utilisé, le comportement de ce « plasma numérique » converge vers celui du plasma réel. Pour des raisons de temps de calcul, les champs électromagnétiques sont calculés sur un maillage de l’espace, au sein duquel les macroparticules se déplacent, d’où le terme « Particles-In-Cells ». Le groupe PHI utilise pour ses simulations numérique le code CALDER, développé par E.Lefebvre du CEA/DAM/DPTA. Ces simulations demandent des moyens de calcul importants : nous utilisons donc pour les réaliser les machines multi-Teraflop du Centre de Calcul Recherche et Technologie (http://www-ccrt.ccc.cea.fr:8000/), le plus gros centre de calcul scientifique français. Un exemple de résultat tiré de ces simulations est disponible à cette adresse.


 

Mécanisme de « Vacuum heating » : Il s’agit d’un mécanisme d’absorption d’énergie laser par les plasmas générés sur cible solide, se produisant uniquement lorsque le champ électrique du laser a une composante perpendiculaire à la surface de la cible. Sous l’effet de cette composante normale, des électrons sont éjectés du plasma vers le vide, lorsque le champ électrique est orienté vers l’intérieur de la cible. Au cours de cette excursion dans le vide, les électrons acquièrent de l’énergie cinétique dans le champ laser. Un demi-cycle optique plus tard, le champ électrique change de sens, et tend à ramener ces électrons vers la cible. Une partie de ces électrons pénètre dans la cible, emportant avec eux l’énergie gagnée dans le champ laser. Un film montrant l’évolution de l’espace des phases du plasma en fonction du temps, construit à partir de résultats de simulations PIC, montre très clairement cet effet.


 

Oscillation plasma électronique : oscillation collective des électrons d’un plasma. Dans un plasma homogène, cette oscillation se fait à une fréquence caractéristique wp qui dépend seulement de la densité n du plasma, et qui est donnée par wp2=n e2/m w0 (e et m sont respectivement la charge et la masse de l’électron, w0 est la permittivité du vide).


 

Sillage (dans le cas d’un plasma) : il s’agit des oscillations plasmas électroniques excitées par le passage d’un faisceau de particules ou d’une impulsion laser dans un plasma. Par exemple, un faisceau d’électron se propageant dans un plasma va avoir tendance à pousser les électrons du plasma hors de son trajet (le plasma cherchant à conserver sa neutralité électrique). Une fois le faisceau d’électrons passés, les électrons qui ont été déplacés vont alors osciller collectivement autour de leur position initiale : des oscillations plasmas électronique ont été excitées par sillage.


 

XUV : gamme du spectre électromagnétique appelée « Extreme ultraviolet », correspondant à des longueurs d’onde comprises entre 4 nm et 300 nm environ.

 
#744 - Màj : 11/10/2018

 

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