Des chercheurs du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ont filmé des atomes de cuivre perdant et récupérant des électrons en quelques femtosecondes à l'aide de deux lasers. Cette expérience crée un plasma surchauffé mimant des conditions cosmiques extrêmes. Ces résultats pourraient faire progresser la recherche sur la fusion par laser.
Des scientifiques ont utilisé deux lasers de pointe à la station HED-HiBEF de l'European XFEL à Schenefeld, près de Hambourg, pour observer la formation de plasma. Une impulsion laser optique intense provenant du système ReLaX a frappé un fin fil de cuivre, le vaporisant en un plasma atteignant des millions de degrés. Une sonde laser à électrons libres à rayons X a ensuite capturé le processus en instantanés, traçant des ions Cu²²⁺ hautement chargés via une absorption résonante à 8,2 kiloelectronvolts, comme détaillé dans Nature Communications publié en 2026. La densité énergétique a atteint 250 billions de mégawatts par centimètre carré sur des impulsions femtosecondes de 25 à 30 durées. Le Dr Lingen Huang, responsable de l'expérimentation au sein de la division de haute densité énergétique du HZDR, a expliqué : « Ce sont exactement les conditions fournies par les deux lasers qui ont des durées d'impulsion de seulement 25 et 30 femtosecondes, c'est-à-dire des trillionièmes de seconde. » Les mesures ont montré un pic des ions Cu²²⁺ après 2,5 picosecondes avant une recombinaison en 10 picosecondes. Le professeur Tom Cowan, ancien directeur de l'Institut de physique des rayonnements du HZDR, a noté : « Personne n'avait jamais observé ce type d'ionisation avec autant de précision auparavant. » Des simulations informatiques ont révélé que des ondes d'électrons entraînent une ionisation supplémentaire, les électrons libérés en éjectant davantage d'atomes voisins. Le Dr Ulf Zastrau, responsable de la station HED-HiBEF, a déclaré : « Cette expérience démontre la puissance de nos lasers et ouvre la voie aux futures installations de fusion par laser. » Ces travaux affinent les simulations pour les plasmas chauffés par laser, essentiels aux réacteurs à fusion.
