Fireball (officiellement « HRMT-62 »), nouvelle expérience menée auprès de l'installation HiRadMat, recevra cette semaine son premier faisceau. Cette expérience est conçue pour étudier les micro-instabilités d'un faisceau d'électrons et de positons de haute intensité interagissant avec un plasma de faible densité. Le faisceau d'électrons et de positons est produit lorsqu'un faisceau de protons de 440 GeV/c en provenance du SPS percute une cible créée à cet effet. Le faisceau qui en résulte se propage dans le plasma et génère un système très instable : les fluctuations du champ magnétique dans le plasma provoquent la séparation des charges dans le faisceau, laquelle est à l’origine d'autres fluctuations magnétiques dans le plasma. On a ainsi des phénomènes non linéaires et des émissions de plasma ; un tel système n’avait jamais été étudié dans ces conditions auparavant.
Cette étude devrait permettre de mieux comprendre les phénomènes astrophysiques extrêmes, en particulier les jets de blazars et les sursauts gamma. Les sursauts gamma comptent parmi les phénomènes les plus énergétiques de l'Univers et, bien qu'ils aient été observés dans des galaxies lointaines, les énormes quantités d'énergie qu'ils dégagent sont susceptibles de perturber les communications radio sur Terre. Selon certaines théories, ils auraient même influencé l'évolution de la vie sur Terre. Toutefois, les processus physiques fondamentaux intervenant dans les sursauts gamma ne sont toujours pas compris.
« Sans l'installation HiRadMat, unique en son genre, il n'aurait pas été possible de mettre en œuvre Fireball ; il s'agira de la première expérience de ce type pilotée par accélérateur, explique Gianluca Gregori, de l'Université d'Oxford, porte-parole de l'expérience. Fireball permettra de lever le voile sur les processus microphysiques qui ne sont pas observables par des satellites ou des télescopes terrestres et qui sont impossibles à simuler numériquement. »
L'expérience comprend divers instruments conçus pour étudier la formation des instabilités du plasma et des champs magnétiques, en particulier un spectromètre magnétique sur mesure doté d'un aimant dipolaire. « Pour pouvoir alimenter le spectromètre magnétique de manière flexible et pour un coût raisonnable, nous avons, en collaboration avec les groupes SY/ABT et SY/EPC, déconnecté l'un des quadripôles de la ligne de faisceau d'HiRadMat et recalculé l'optique, explique Nikos Charitonidis, coordinateur de l'installation HiRadMat. La collaboration au sein du CERN a une fois de plus été essentielle dans la mise en œuvre de toutes les modifications nécessaires en ce qui concerne le faisceau et l'infrastructure. Je tiens à remercier tous les groupes du CERN qui collaborent à l'exploitation de cette installation exceptionnelle. »
Depuis sa création en 2011, le projet HiRadMat est associé à plusieurs programmes européens d'accès transnational, permettant ainsi à des utilisateurs du monde entier d’accéder à l'installation.
_____
Pour en savoir plus sur l'installation HiRadMat, lisez l'article publié à l’occasion de son 10e anniversaire.