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Premières expériences sur LMJ/PETAL+ : Etude de la reconnexion magnétique
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Les premières expériences au Laser Mega Joule planifiées pour l’Institut Laser Plasmas vont commencer en 2017. Au nombre de 3, l’une d’elle est une collaboration LPP-LULI et a pour objet d’étudier la reconnexion magnétique. Pour cela, deux faisceaux laser de 12 KJ sur 5 ns vont impacter de manière quasi-normale une cible solide d’or de 50 micromètres d’épaisseur. Par effet Biermann-Battery, deux boucles de champ magnétique vont alors être générées autour de chaque faisceau, c’est-à-dire parallèles au plan des cibles. Des simulations hydro-radiatives prédisent une intensité maximale de 800 T. Ces boucles étant antiparallèles, elles vont pouvoir reconnecter. La plupart des études expérimentales sur la reconnexion ont été faites par analyse de données collectées par des sondes (Cluster, MMS, ...). Cette expérience originale permettra de collecter des mesures différentes.
Par interraction d’un faisceau laser (300 J et 0.7 ps) sur une cible secondaire d’épaisseur 5 micromètres d’Or, un faisceau de protons monocinétiques de 15 MeV est créé par Target Neutral Sheet Acceleration. Ces protons vont êtres déviés dans leur mouvement par les champs électriques et magnétiques au voisinage du site de reconnexion, puis vont venir impressionner une cassette de films radiochromiques. L’analyse des structures collectées sur ces films permettra de remonter à la forme de ces champs électromagnétiques, et notamment de mesurer la composante de Hall du champ magnétiques qui controle le taux de reconnexion (ie l’efficacité du processus). De plus, un spectroscope à imageur (DP1) permettra d’obtenir 12 images intégrées sur 130 ps permettant de sonder l’évolution de la température du plasmas en fonction du temps et du point d’observation. Ceci devrait permettre d’identifier la zone de chauffage du plasma, et de comprendre quelle proportion de l’énergie magnétique est convertie en énergie thermique ou en énergie dirigée.
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