Le LIDYL coordonne le projet ERC Synergy NP-QED pour explorer les limites de l’électrodynamique quantique
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Le projet NP-QED, sélectionné dans le cadre prestigieux des ERC Synergy Grants 2025, ambitionne de tester les prédictions les plus fondamentales de l’électrodynamique quantique (QED) – la théorie qui décrit les interactions entre la lumière et la matière – dans des régimes extrêmes encore inexplorés. Coordonné par le CEA-IRAMIS, au sein du Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (LIDYL), ce projet réunit un consortium international d’excellence : le Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY, Allemagne), l’Université de Rochester (États-Unis), le CNRS (France), ELI-NP (Roumanie) et le Weizmann Institute of Science (Israël).
À l’IRAMIS, le projet est porté par Henri Vincenti, directeur de recherche au CEA dans le groupe Physique à Haute Intensité (PHI) du LIDYL. Spécialiste des interactions laser-plasma et lauréat du Gordon Bell Prize 2022, il est reconnu pour ses travaux pionniers en modélisation numérique et en conception d’expériences aux intensités laser extrêmes.
Nous allons explorer des régimes physiques extrêmes, dans lesquels la théorie de l’interaction électromagnétique – l’une des quatre interactions fondamentales de notre univers – n’a encore jamais été testée. Cette aventure scientifique nous conduit aux frontières du possible, où les lois fondamentales pourraient être redéfinies.
Le régime des champs forts de la QED, qui débute lorsque le champ lumineux approche la limite de Schwinger (~10¹⁸ V/m), seuil à partir duquel le vide quantique lui-même peut « se rompre ». À ces intensités, un faisceau lumineux peut dévier un autre faisceau de lumière ou même créer spontanément des paires électron-positron à partir du vide – un phénomène encore jamais observé expérimentalement.
Le régime entièrement non perturbatif de la QED, où les approches théoriques actuelles deviennent inopérantes, ouvrant une nouvelle frontière pour la physique fondamentale.
En s’appuyant sur des innovations majeures développées au CEA et chez ses partenaires – amplification laser par miroirs plasma, accélérateurs laser-plasma compacts, modélisation exascale et détection avancée de particules – NP-QED conçoit une nouvelle génération d’expériences capables d’atteindre des intensités de champ jusqu’à mille fois supérieures à la limite de Schwinger. Ces expériences inédites devraient non seulement valider les prédictions de la QED en champ fort, mais aussi stimuler le développement de nouveaux cadres théoriques pour décrire la lumière et le vide quantique à des intensités extrêmes.
Avec NP-QED, les chercheurs de l’IRAMIS confirment leur rôle moteur dans la recherche fondamentale, en Europe comme à l’échelle mondiale. Ce projet illustre la capacité du CEA à fédérer les meilleurs laboratoires internationaux autour d’un objectif commun, qui sera ici de repousser les frontières de la physique à l’aide de la lumière extrême.
A propos de Henri Vincenti :
Physicien spécialiste des interactions laser-plasma et de la modélisation numérique haute performance, Henri Vincenti est directeur de recherche au CEA et dirige les activités de théorie et de modélisation au sein du groupe Physique à Haute Intensité – PHI du Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers – LIDYL au CEA-IRAMIS. Ingénieur CentraleSupélec, il a obtenu son doctorat à l’École Polytechnique en 2012, avant de poursuivre ses recherches au Lawrence Berkeley National Laboratory (États-Unis) dans le cadre d’un financement Européen Marie Curie. Ses travaux portent sur la physique des plasmas relativistes et le développement d’outils numériques de pointe pour simuler les interactions entre lasers ultra-intenses et matière. Lauréat de plusieurs distinctions internationales, dont le Gordon Bell Prize 2022, la plus haute récompense en calcul haute performance, et le Wolfgang Sandner Prize 2017 de l’Extreme Light Infrastructure, il contribue à repousser les limites de la physique en explorant les intéreactions entre lumière extrême et plasmas.
