Le projet FEMTOFUSION que nous portons et qui a été en partie financé par le PNPS vise à déterminer des facteurs astrophysiques S(E) à partir de l'interaction entre un laser fs de puissance & des nanoobjets. L'absorption de l'impulsion laser par de telles cibles, procédant du mécanisme de l'explosion coulombienne et de l'expansion hydrodynamique, permet d'accélérer des ions à des dizaines ou des centaines de keV. L'utilisation de trois types de nanoobjets rend possible une évolution de l'étude vers des mesures précises. En effet, les sources d'agrégats atomiques possèdent deux inconvénients difficiles à surmonter. Le premier est la grande difficulté à obtenir un jet reproductible pour des mesures cadencées (par exemple à 1 Hz) avec le laser, mesures nécessaires si l'on veut envisager l'étude de réaction de fusion ayant des très faibles sections efficaces (par exemple à basse température) & qui nécessite une statistique importante de tirs laser. Le second est la largeur intrinsèquement importante de la distribution de la taille des agrégats (log-normale). Le passage d'une source gazeuse à une source aérosol générant des nanogouttelettes est un saut qualitatif important qui permet de dépasser ces deux inconvénients. Enfin, l'utilisation de nanoparticules structurées & synthétisées à la demande par nos collaborateurs chimistes, spécialistes de la synthèse de particules de taille submicronique est un autre saut qualitatif qui nous rendra envisageable la mise en œuvre du mécanisme de dépassement cinématique que l'on peut exploiter dans l'explosion coulombiennes de ces nanoobjets, comme le montrent les calculs de dynamique moléculaire quantique. Cette évolution dans la structure des nanoobjets nous permettra de réaliser des mesures de facteurs astrophysiques dans différents environnements plasmas, du très peu dense jusqu'à une densité proche de celle du solide pour le mécanisme de dépassement cinématique, dans des conditions d'écrantage électronique très différentes & d'approcher celles prévalant dans le cœur des étoiles, lieu des réactions de nucléosynthèse stellaire.

Dans de telles expériences, on peut donc aborder en laboratoire l'étude de la physique microscopique à l'œuvre dans le cœur des étoiles. Le domaine de recherche de l'interaction entre les lasers fs de puissance & les nanoobjets, ouvert à la fin des années 1990, a accédé à présent à une grande maturité scientifique & devient un outil expérimental quantitatif pour de telles études. Avec le projet FEMTOFUSION, nous réalisons l'interaction d'un laser fs de puissance avec des nanogouttelettes produites par une source aérosol et avec des nanoparticules structurées que produisent nos collaborateurs chimistes de l'université Claude Bernard à Lyon.

Après différents tests du dispositif expérimental, nous avons réalisé en décembre 2017 une première expérience de production d'ions négatifs et de neutrons avec notre source aérosol auprès du laser ECLIPSE du CELIA à l'université de Bordeaux. Au cours de la présentation, je détaillerai notre dispositif, montrerai quelques résultats préliminaires et décrirai les suites de notre programme scientifique.