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Paris-Saclay
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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Optimisation d'une source d'électrons accélérés par interaction laser-plasma pour les applications

Spécialité : PHYSIQUE / Physique des milieux ionisés et des plasmas

Contact : DOBOSZ DUFRENOY Sandrine,
e-Mail : sandrine.dobosz@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 63 40
Laboratoire : LIDYL/PHI

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 30/03/2022

Résumé :
Le groupe PHI étudie l'accélération de particules par interaction laser-matière à haute intensité, se tournant vers les applications depuis quelques temps. Nous proposons au stagiaire d'optimiser le couplage laser-cible pour permettre de stabiliser la source d'électrons produites sur notre installation laser UHI100 et de participer à une campagne expérimentale sur le laser APOLLON (PW) visant à utiliser la source d'électrons pour générer une source de positrons.

Sujet détaillé :
Le groupe de Physique à Haute Intensité (PHI) du LIDYL (CEA-Orme des Merisiers) étudie l'interaction des lasers à haute intensité avec la matière et en particulier l'accélération de particules par interaction laser-gaz.

Depuis une vingtaine d'années maintenant, les progrès dans ce domaine ont été spectaculaires, démontrant la possibilité d'atteindre plusieurs GeV en utilisant des cibles gazeuses de quelques centimètres de taille seulement, ou encore en obtenant des sources de plus en plus contrôlées (énergie, divergence, etc…) issues de schémas d'interaction innovants. Tout ceci a ouvert la voie vers leur utilisation dans différentes applications.

Plus particulièrement, nous nous intéressons depuis quelques temps au fort potentiel que ces accélérateurs laser-plasmas présentent dans la production de sources à haut débit de dose pour la radiothérapie. Les premières expériences réalisées sur notre laser de classe 100TW, UHI100, ont fourni des résultats très encourageants. Les pistes de travail que nous avons identifiées requièrent une forte stabilité et reproductibilité du processus d'accélération. Le stagiaire participera à la mise en place de solutions visant à optimiser le couplage laser-cible avec comme objectif l'utilisation de cette source de particules accélérées par laser.

Un deuxième volet applicatif sera exploré par le/la stagiaire lors de la campagne expérimentale de génération de positrons par interaction d'une source d'électrons accélérés par laser avec une cible de numéro atomique élevée, qui se déroulera sur le laser APOLLON (PW) au printemps et dans laquelle notre groupe est impliqué. Ce travail sera réalisé en collaboration avec des équipes de L'université de Belfast, spécialistes de la génération de positrons, et des équipes du Plateau de Saclay. L'étudiant/e aura en charge l'analyse d'une partie des résultats de l'expérience.

Ces travaux s'inscrivent complétement dans la perspective d'un projet de thèse où les progrès réalisés sur la source d'électrons seront pleinement exploités.
Mots clés : Accélérateur, laser fs

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