Choc non collisionnel et rayonnement cosmique
Pour comprendre l’origine du rayonnement cosmique, aussi bien celui généré par notre Soleil que les astroparticules les plus énergétiques (au-delà de >1015 eV), les équipes du LULI étudient leurs mécanismes d’accélération supposés, qui sont associés à des « chocs non-collisionnels ».
Principe :
Parmi ces processus, les instabilités de type Weibel (reliées notamment à des anisotropies de température électronique) suscitent un intérêt de longue date de par leur rôle dans la création de chocs non collisionnels et la génération (et/ou de l’amplification) de champs électromagnétiques.
Ce que nous avons réalisé au LULI :
Les chocs non-collisionnels peuvent énergiser des particules via deux grandes classes de processus : (1) soit via de la turbulence électromagnétique générée par des instabilités déclenchées par les chocs (processus dits de Fermi), (2) soit par interaction directe des particules avec le champ électrique associé au front du choc. Le LULI a récemment mis en mis en lumière que l’instabilité de Weibel impliquée dans le processus de Fermi intervenait sur des échelles de temps et d’espace bien plus importantes que ce qui était couramment envisagé [Nature Phys. 16, 983 (2020)]. Nous avons de plus démontré qu’en condition de forte magnétisation des plasmas, ce champ peut devenir comprimé par des plasma rapides et donner lieu à accélération de particules [Communication Physics 2, 60 (2019)]. Enfin, nous avons aussi mis en lumière un phénomène de « surf sur choc » par des particules présentes dans le milieu astropshyique ambient et qui leur permet d’être suffisamment accélérées pour servir de point d’injection dans des processus de Fermi [Nat. Physics 17, 1177 (2021)].
Contacts :
lorenzo.romagnani[at]polytechnique.edu
mickael.grech[at]polytechnique.edu
julien.fuchs[at]polytechnique.edu