Plasma magnétisé

Les champs magnétiques, présents dans le milieu interstellaire et dans les expériences de fusion, modifient les propriétés des plasmas de haute densité d’énergie. Grâce à un générateur de champ magnétique couplé à l’installation laser, Le LULI est à la pointe de la recherche sur les plasmas magnétisés.

La physique des plasmas magnétisés de haute densité d’énergie revêt une importance fondamentale dans les processus que l’on retrouve notamment en Fusion par Confinement Inertiel (FCI), en astrophysique de laboratoire ou encore dans le développement de sources secondaires efficaces. En effet, le champ magnétique peut modifier fortement la dynamique d’un plasma, d’un point de vue macroscopique, par l’ajout d’une pression magnétique, et microscopique, par un mouvement de giration des particules chargées le long des lignes de champs

Ce que nous avons réalisé au LULI : Grâce à la mise au point d’une plateforme unique permettant de fortement influencer la dynamique d’un plasma chaud produit par laser via un champ magnétique fort [Rev. Sci. Inst. 84, 043505 (2013)], le LULI a pu démontrer en laboratoire la pertinence d’un certain nombre de phénomènes évoqués théoriquement en astrophysique. Notamment : (1) la collimation spectaculaire qu’exhibent certains éjectas d’étoiles jeunes [Science 346, 325 (2014) ; Phys. Rev. Lett. 119, 255002 (2017)], (2) l’écrantage de l’émission X des plasmas apportant, en provenance de son disque, de la matière sur une étoile jeune [Science Advances 3, no. 11, e1700982 (2017)], et (3) l’accélération de particules chargées, précuseurs des rayons cosmiques, dans des structures de chocs magnétisés [Nature Physics 17, 1177 (2021)]. Cette plateforme est aussi pertinente dans le contexte de la FCI, puisqu’elle a permis la première mise en évidence d’une instabilité hydrodynamique importante, celle de Rayleigh-Taylor en plasma magnétisé [Phys. Rev. Lett. 123, 205001 (2019)].

Contacts :

bruno.albertazzi[at]polytechnique.edu
julien.fuchs[at]polytechnique.edu