Le système laser ZEUS de l’Université du Michigan a marqué l’histoire en produisant une puissance phénoménale de 2 pétawatts, soit 2 quadrillions de watts, lors de son premier essai. Cette avancée majeure ouvre de nouvelles perspectives dans la recherche scientifique.
Une puissance inégalée
Le laser ZEUS, désormais le plus puissant des États-Unis, génère des impulsions d’une durée incroyablement courte de 25 quintillionièmes de seconde. Bien que cette puissance dépasse de plus de 100 fois la production électrique mondiale, son utilisation n’est pas destinée à des fins destructrices, mais à des expériences pionnières en médecine, physique quantique et science des matériaux.
Une technologie de pointe
Financé par la National Science Foundation des États-Unis, ZEUS a coûté 16 millions de dollars à construire. Parmi ses composants clés, des cristaux de saphir de 7 pouces dopés au titane, dont la fabrication a pris plus de quatre ans. « La taille du cristal de saphir au titane que nous possédons est unique au monde », explique Franko Bayer, responsable du projet ZEUS.
Un fonctionnement complexe
Contrairement à un simple pointeur laser, ZEUS nécessite une séquence complexe pour amplifier l’énergie d’une impulsion infrarouge initiale. Cette puissance est augmentée progressivement à travers quatre étapes de pompage laser, tout en évitant que l’impulsion ne devienne trop intense et ne détruise l’air environnant, grâce à des dispositifs optiques appelés réseaux de diffraction.
Des applications prometteuses
La première expérience avec ZEUS, dirigée par Franklin Dollar de l’Université de Californie à Irvine, a ciblé une cellule d’hélium, produisant un plasma et accélérant des électrons de manière similaire à un surfeur derrière un bateau. Cette technique pourrait un jour permettre de générer des faisceaux d’électrons aussi puissants que ceux des accélérateurs de particules, mais sans leur encombrement et leur coût prohibitifs.
Une place dans l’histoire
Installé dans un espace équivalent à un gymnase scolaire au centre Gérard Mourou pour l’optique ultra-rapide de l’Université du Michigan, ZEUS succède au laser HERCULES, qui avait atteint une puissance maximale de 300 térawatts en 2007. Bien que ZEUS soit actuellement le laser le plus puissant des États-Unis, il reste derrière le laser de 10 pétawatts du laboratoire européen ELI-NP en Roumanie.
