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Des lasers plus puissants pour de l'imagerie à ultra-haute résolution - soutenance de thèse

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Les chercheurs de l’ENSTA ParisTech étudient une nouvelle façon d’obtenir des rayons X permettant de réaliser de l’imagerie à ultra-haute résolution grâce à des lasers.

Ces rayons X appelés rayonnement bêtatron ont été mis en évidence pour la première fois au LOA en 2004. Ils sont créés grâce à une impulsion laser ultra-courte et ultra-intense se propageant dans un gaz de faible densité. Cette impulsion est capable d'accélérer une partie des électrons de ce gaz à des énergies relativistes de l'ordre de quelques centaines de MeV [= mégaélectronvolt], sur des distances de seulement quelques millimètres. Lorsque des électrons se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière et qu’ils sont déviés, ils émettent un rayonnement : il s’agit ici du rayonnement bêtatron. Ce rayonnement X est fortement collimaté (les rayonnements qui le composent sont quasiment parallèles) et dirigé vers l'avant. Les caractéristiques de cette source la rendent intéressante pour son utilisation en imagerie à ultra-haute résolution.

Les chercheurs veulent augmenter le rayonnement X, en termes de nombre et d’énergie des photons, pour améliorer la qualité de de l’imagerie, en particulier pour la reconstruction tomographique 3D. En effet, plus les rayons X vont être énergétiques et nombreux plus on pourra sonder des objets denses avec des niveaux de bruit réduits.

Le rayonnement bêtatron ouvre donc la voie vers une imagerie en physique, chimie, biologie et médecine de plus haute résolution et énergie que les sources disponibles.

 

Julien Ferri, doctorant au LOA, a soutenu sa thèse sur ce sujet, intitulée "Étude du rayonnement Bétatron dans l'accélération d'électrons par sillage laser" le 25 novembre 2016.