Accélération de protons dans un Laser à Electrons Libres

Le laser à électron libre de Hambourg FLASH (Freie-Elektronen-LASer in Hamburg) permet d’atteindre des régimes d’interaction dans le domaine XUV inégalées jusque là. Avec des intensités pouvant aller jusqu’à 1016Wcm-2, pour des durées d’impulsion de l’ordre de quelques dizaines de femtosecondes, et à des longueurs d’onde entre 40 et 6nm, de nouveaux domaines de recherche émergent, notamment en imagerie biologique et dans l’étude de la structure de la matière. Nous avons réalisé des expériences à FLASH, dans le but de déterminer le spectre d’énergie d’ions éjectés lors de l’interaction d’un LEL à rayons-x avec des échantillons de niobium, dopé avec de l’hydrogène et du deutérium. Le faisceau avait une longueur d’onde de 21nm, et une intensité maximale de 1014Wcm-2 sur la cible. Des ions d’hydrogène et de deutérium ont été observés, dont les énergies vont jusqu’à 1KeV. En augmentant l’intensité du faisceau, trois types d’ions hydrogène, caractérisés par différentes énergies, apparaissent dans le spectre. Ceci soulève l’hypothèse de l’existence de plusieurs mécanismes d’éjection des ions (accélération), lors de l’interaction d’un LEL à rayons-x avec la matière.