La meilleure méthode pour obtenir des faisceaux intenses d’ions fortement chargés consiste à créer un plasma de température élevée (de plusieurs keV) et d’en extraire les ions ainsi formés. Le principe des sources ECR (Electron Cyclotron Resonance) est de chauffer un plasma à l’aide d’une source radiofréquence de micro – ondes (entre 10 et 18 GHz par exemple) à la résonance cyclotron des électrons. Une telle source ECR – la source SIMPA*- acquise en commun avec l’équipe de P. Indélicato du laboratoire Kastler Brossel (LKB) a été installée récemment sur le campus de Jussieu (cf. équipements scientifiques) et ouvre tout un champ de recherches de la physique des ions multichargés à basse énergie. Les projets en cours de développements ont des visées fondamentales tant au niveau de la structure atomique (partie prise en charge par le LKB) que de la dynamique d’interaction (partie prise en charge par notre équipe).
Nos premiers travaux ont été dédiés à l’optimisation des performances de SIMPA en effectuant des mesures des conditions du plasma au travers de la spectroscopie X et en les corrélant aux caractéristiques des faisceaux d’ions extraits
Après avoir étudié la perturbation coulombienne intense d’agrégats de gaz rare sous champ laser intense, nous travaillons en ce moment même à l’interaction d’agrégats de gare rare (Ar, Ne) avec des ions lents fortement multichargés. Ces agrégats présentent la spécificité d’avoir une surface relativement grande par rapport au « bulk » ce qui entraîne, avec ces agrégats, une dynamique de l’interaction complètement différente par rapport à celle se manifestant avec un atome isolé et même une surface.
Ces travaux avec des agrégats constituent une première étape vers des études d’interaction d’ions lents et des surfaces. La complémentarité des compétences au sein de L’INSP va permettre de réaliser des expériences inédites et originales dans des conditions parfaitement contrôlés tant en terme de surfaces (préparation, caractérisation …) que d’ions multichargés (préparation des faisceaux, mécanismes d’interaction …).

(*SIMPA : Source d’Ions Multichargés de Paris)