4GLS : les scientifiques britanniques doivent revoir leur copie

Suite à la publication des recommandations d’un groupe indépendant d’experts internationaux, le conseil de recherche Science and Technology Facilities Council (STFC, le conseil pour les grands équipements de recherche) a fait savoir qu’aucune des deux propositions actuelles pour la source de lumière de prochaine génération n’était satisfaisante : les scientifiques britanniques devront donc revoir leur copie, en prenant notamment en compte les développements récents connus par les sources de lumière fondées sur les lasers. Le projet 4GLS (pour 4th Generation Light Source, ou source de lumière de 4ème génération), soutenu notamment par la communauté de Daresbury, laboratoire où est installée la Synchrotron Radiation Source (SRS), et le projet Diamond Sapphire, mis sur pied par les scientifiques de Diamond, sont donc abandonnés.
Les recommandations du groupe de travail ont en fait trait à trois domaines principaux : la R&D pour les accélérateurs, les propositions de nouveaux équipements et les équipements actuels et leur mise à niveau.

La UK Light Source Review
Un groupe d’experts, réunissant le Dr Murray Gibson, président du Laboratoire National d’Argonne (Etats-Unis), le Dr Jerry Hastings du Laboratoire pour le rayonnement synchrotron de Stanford, le professeur Yves Petroff, ancien directeur de l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) et le professeur Wolfgang Sandner de l’Institut Max-Born de Berlin, a été mis sur pied pour passer en revue la stratégie britannique en termes de sources de lumières. Le professeur Robert Donovan (Université d’Edimbourg) a été chargé de coordonner la revue, assisté en cela par le Dr Andrew Taylor et le professeur John Womersley.

Les experts ont tout particulièrement considéré les sources de lumière fondées sur les accélérateurs ainsi que les lasers, utilisés en conjonction avec ces sources ou comme concurrent. Les lasers de très haute puissance utilisés pour les études sur la fusion et l’ignition n’ont pas été pris en compte.

1. Des recommandations mettant l’accent sur les lasers

Même si le projet 4GLS est clos, le développement du prototype d’accélérateur linéaire à récupération d’énergie ERLP (pour Energy Recuperation Linac Prototype) mené à Daresbury devrait être encouragé, en tant que contribution innovante au domaine des accélérateurs.
En ce qui concerne les nouvelles installations, les réflexions principales sont les suivantes :

  • Il est clair qu’il existe une importante communauté scientifique britannique intéressée par les régions spectrales de l’infrarouge, de l’ultraviolet du vide (VUV) ou des rayons X mous et que ses besoins ne sont pas satisfaits par les installations britanniques existantes. Toutefois, la proposition 4GLS, si elle est techniquement ambitieuse en couvrant un domaine allant des THz aux rayons X mous, ne constitue pas la meilleure réponse au problème. D’une part, même si le projet recèle de bonnes idées scientifiques, celles-ci ne sont pas clairement articulées avec les plans de l’installation. D’autre part, le rôle que des lasers conventionnels1 pourraient jouer pour un certain nombre de longueurs d’onde n’a pas été suffisamment exploré. La Central Laser Facility (CLF, installation centrale pour les lasers) pourrait alors être mise à contribution. Toute la communauté britannique des utilisateurs devrait donc être impliquée dans la conception d’une nouvelle proposition innovante pour une source de lumière de 4ème génération qui utiliserait davantage les développements dans le domaine des lasers. De plus, tout développement devrait être évalué dans un contexte européen, dans la mesure où plusieurs installations dans le domaine du VUV et des rayons X mous sont soit en construction soit proposées sur le territoire européen.
  • Le projet Sapphire, présenté par l’installation Diamond, consiste en une source ultrarapide de rayons X durs. Mais cette proposition n’a pas été jugée assez innovante. En outre, le groupe « machine » de Diamond se consacrera en priorité dans les années à venir à l’amélioration des performances et de la fiabilité du synchrotron et le projet semble donc prématuré. Toutefois, l’équipe de Diamond est encouragée à faire des plans pour de futures installations de rayons X durs ultrarapides au Royaume-Uni et ailleurs, et de coupler ces plans avec les efforts recommandés dans la région des rayons X mous.
  • L’implication du Royaume-Uni dans les lasers à électrons libres à rayons X (XFEL pour X-Ray Free Electron Laser) est capitale pour l’avenir de la science des rayons X ; un institut de recherche devait être financé dans le but d’augmenter la communauté des utilisateurs du XFEL.

Si les experts se sont félicités du bon fonctionnement de Diamond jusqu’à présent, ils remarquent qu’il serait prématuré de s’engager, dès à présent, à construire des lignes de lumière spécifiques dans le cadre de la Phase III d’instrumentation. En outre, une collaboration étroite avec Soleil serait bénéfique pour les deux parties et apporterait un meilleur soutien à la communauté britannique des rayons X mous. Enfin, un comité international indépendant devrait être chargé d’évaluer Diamond après trois années de fonctionnement et avant tout engagement dans la phase III d’instrumentation.

Quant à la CLF, elle devrait jouer un rôle plus important dans le développement des sources de lumière britanniques : en effet, il semblerait que la possibilité de développements majeurs en technologie des lasers, menés de concert avec les sources fondées sur des accélérateurs, n’ait pas été complètement prise en compte. Compte tenu des succès remportés par le CLF, le Royaume-Uni pourrait être en mesure d’avoir à l’avenir un rôle leader en ce qui concerne les sources de lumière fondées sur les lasers.

2. Le STFC réorganise la photonique britannique

Le STFC a pris en compte ces recommandations et effectué un certain nombre de changements dans l’organisation de la photonique britannique avec la création des trois entités suivantes :

  • un département de photonique chargé de coordonner le fonctionnement et le développement de ses sources de lumière et de la science associée. Il sera dirigé par le professeur Mike Dunne, actuel directeur de la CLF ;
  • un institut de recherche pour la photonique centré sur l’utilisation scientifique des sources de lumière de nouvelle génération comme Diamond ou le XFEL, des installations laser émergentes et du nouveau projet britannique de source de lumière. Une consultation sur les modalités de cet institut, gérée par le professeur Tim Wess de l’Université de Cardiff, a été ouverte ;
  • un nouveau projet de source de lumière qui fait partie intégrante de la stratégie du conseil pour les sources de lumière. Les délais du projet devraient être courts et une proposition devrait être soumise à la fin de l’été 2009. Il est fort probable que le nouveau projet utilisera de façon conjointe les technologies d’accélérateur et de laser dans le but de créer des impulsions ultra courtes. Il permettrait ainsi de combiner les pics de puissance extrêmement élevés et les impulsions ultra brèves des lasers avec les puissances moyennes très élevées et les gammes de réglage spectrales que peuvent fournir les accélérateurs.

Sources :


Rédactrice : Dr Anne Prost

publié le 10/07/2008

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