L’accélération laser plasma permet de réaliser des champs accélérateurs de l’ordre de 100 GV/m et constitue un concept prometteur pour le développement de futurs accélérateurs. Prioritairement focalisés sur l’accélération d’électrons, les efforts se concentreront sur l’optimisation des performances des lasers de pompe, source d’énergie du mécanisme d’accélération, l’amélioration de la qualité du faisceau d’électrons. Les travaux porteront sur les concepts de physique pour optimiser la conception technique de la machine dans le but de fiabiliser les installations. Des études seront aussi menées sur l’accélération laser plasma des ions avec la démonstration expérimentale de nouveaux processus prédits par la théorie et les développements pour des cadences élevées et pour des paquets ultra-intenses. Des concepts alternatifs sont aussi étudiés comme l’accélération sous vide par des diélectriques fournissant des sources compactes pour des applications ciblées ou l’accélération faisceau plasma, utilisant des paquets d’électrons courts à la place du faisceau laser.

Simulation avec le code Smilei de l’accélération d’électrons dans le sillage d’un laser intense en interaction avec un plasma. Le mécanisme d’injection par ionisation permet de créer des électrons dans la cavité plasma où ils sont piégés (crédits : F. Massimo)