TAU Systems et Thales annoncent une collaboration pionnière dans le domaine de l'accélération de particules par laser

• L'accélérateur compact de TAU offre des applications dans tous les domaines scientifiques, notamment l'imagerie des structures semi-conductrices, les tests de rayonnement des composants électroniques destinés à l'espace, le développement de thérapies contre le cancer et la mise au point de techniques d'imagerie médicale avancées.
• Le laser Thales a été installé dans la première structure commerciale au monde dédiée à l'accélération laser-plasma, TAU Labs, qui se consacre aux applications clients.

Austin, Texas – 17 juillet 2025 – TAU Systems, qui développe des accélérateurs laser-plasma ultra-rapides de nouvelle génération, a annoncé aujourd'hui sa collaboration avec Thales, producteur de lasers à état solide. Cette collaboration tire parti de l'expertise de Thales dans les systèmes laser à puissance de crête élevée et de l'innovation de TAU Systems dans le domaine de l'accélération de particules par laser.

Cette collaboration permettra aux deux entreprises pionnières de proposer pour la première fois des sources commerciales complètes de particules et de rayonnement pilotées par laser, générant des électrons ou des neutrons jusqu'aux rayons X et gamma. Ces systèmes essentiels, dont le premier sera installé dans les laboratoires TAU de Carlsbad, en Californie, seront complétés par une offre innovante de « temps de faisceau en tant que service » dans le premier centre d'application. Ils permettront d'accélérer la recherche et le développement dans de nombreux domaines stratégiques, tels que les tests de radiation des composants électroniques destinés à l'espace, l'imagerie 3D avancée par rayons X et même de nouvelles thérapies contre le cancer.

Bjorn Manuel Hegelich, PDG de TAU Systems, a déclaré : « C'est formidable de travailler avec Thales, qui est depuis de nombreuses années un leader dans le domaine des lasers scientifiques à haute énergie au titane-saphir. Son expérience a eu un impact positif sur l'accès aux technologies d'accélérateurs à sillage de plasma laser à un public scientifique plus large. »

Tugdual Le Bouar, directeur des systèmes et solutions laser chez Thales, a déclaré : ​ ​ « En s'appuyant sur les atouts des deux entreprises, Thales et TAU Systems sont à la pointe du développement de nouveaux produits passionnants qui combineront leurs technologies respectives et ouvriront la voie à de nouvelles applications pour les sources de particules et de lumière les plus avancées et les plus accessibles. »

Thales est à la pointe du développement de systèmes laser depuis plus de 40 ans. Le Groupe produit des lasers nanosecondes à haute énergie, pompés par lampe flash et à diodes, destinés à des applications industrielles, ainsi que de puissants systèmes laser femtosecondes à impulsions ultra-courtes en titane-saphir, délivrant une puissance pouvant atteindre 10 pétawatts pour des applications scientifiques.

Fonctionnement de l'accélérateur compact de TAU Systems

Les accélérateurs de particules offrent un potentiel considérable pour les applications dans le domaine des semi-conducteurs, de l'imagerie et de la thérapie médicales, ainsi que pour la recherche sur les matériaux, l'énergie et la médecine. Cependant, les accélérateurs de particules à haute énergie conventionnels nécessitent beaucoup d'espace, parfois plusieurs kilomètres, ce qui les rend coûteux et limite leur mise en place dans quelqueslaboratoires nationaux et universités.

TAU Systems a construit et testé rigoureusement un accélérateur laser à sillage compact (LWFA) qui offre une grande variété d'applications et dont le système complet peut être contenu dans un volume de la taille d'un conteneur d'expédition.

Ce type d'accélérateur de particules compact pourrait également être utilisé pour alimenter un autre dispositif appelé laser à électrons libres à rayons X, qui pourrait servir de source de lumière pour la lithographie au-delà de l'EUV afin de produire des puces encore plus avancées, tout en étant capable d'enregistrer la dynamique des processus à l'échelle atomique ou moléculaire. Parmi les exemples de tels processus dynamiques, on peut citer les interactions entre les médicaments et les cellules, les changements à l'intérieur des batteries qui peuvent entraîner leur emballement thermique, les réactions chimiques à l'intérieur des panneaux solaires et les protéines virales qui changent de forme lorsqu'elles infectent des cellules.

Le concept du LWFA a été décrit pour la première fois en 1979. Un laser extrêmement puissant frappe une cible gazeuse (par exemple de l'hélium), la chauffe jusqu'à la formation d'un plasma et crée des ondes de plasma qui accélèrent les électrons du gaz, générant ainsi un faisceau d'électrons à haute énergie. Conceptuellement, le laser est comme un bateau qui glisse sur un lac, laissant derrière lui un sillage – une vague de plasma – et les électrons surfent sur cette vague de plasma comme des surfeurs.

Au cours des deux dernières décennies, divers groupes de recherche ont mis au point des versions plus puissantes et le groupe de Hegelich détient actuellement le record avec un gradient d'accélération démontré de plus de 100 milliards de volts par mètre, soit 1 000 fois plus que ce que peuvent atteindre les accélérateurs conventionnels les plus puissants.

« Il est difficile d'entrer dans la plus grosse vague sans être submergé, c'est pourquoi les surfeurs sont tractés par des jet-skis », explique Hegelich. « Dans notre accélérateur, l'équivalent des jet-skis est constitué de nanoparticules métalliques qui libèrent des électrons au bon endroit et au bon moment, de sorte qu'ils se trouvent tous dans la vague. Nous obtenons beaucoup plus d'électrons dans la vague quand et où nous le voulons, plutôt que de les répartir statistiquement sur l'ensemble de l'interaction, et c'est là notre secret. »

À propos de TAU Systems

TAU Systems est une entreprise de technologie de pointe basée à Austin, au Texas, qui commercialise les premiers accélérateurs de particules compacts et les premiers lasers à électrons libres spécialisés qui combinent les capacités des grands accélérateurs avec un faible encombrement afin d'offrir à toutes les entreprises un accès facile et abordable au temps de faisceau. Dirigée par des experts de premier plan dans le domaine des accélérateurs de particules à laser, TAU démocratise l'accès à la technologie pour faire progresser les semi-conducteurs, les batteries, l'imagerie médicale, l'énergie nucléaire et bien d'autres domaines.

En 2023, TAU, en collaboration avec l'université du Texas, a établi un record mondial en démontrant avec succès un faisceau d'électrons d'une énergie de 10 milliards d'électronvolts (10 GeV) généré sur 10 centimètres.

Pour en savoir plus, rendez-vous sur www.tausystems.com

À propos de Thales

Thales (Euronext Paris: HO) est un leader mondial des hautes technologies pour les secteurs de la Défense, de l’Aérospatial et de la Cybersécurité & Digital. Son portefeuille de produits et de services innovants contribue à répondre à plusieurs défis majeurs : souveraineté, sécurité, durabilité et inclusion. 

Le Groupe investit plus de 4 milliards d’euros par an en Recherche & Développement dans des domaines clés, en particulier pour les environnements critiques, tels que l’Intelligence Artificielle, la cybersécurité, le quantique et les technologies du cloud.

Thales compte plus de 83 000 collaborateurs dans 68 pays. En 2024, le Groupe a réalisé un chiffre d'affaires de 20,6 milliards d'euros.