SERA Alessandro Variola

(la meilleure de la vallée..) L’équipe (la meilleure de la vallée..) BABIGEON Jean-Luc BLOT Francis BROSSARD Julien CAVALIER Sophie CAYLA Jean-Noel CHABAUD Thomas CHAUMAT Vincent DADOUN Olivier DREBOT Ilyia EL KHALDI Mohamed HOUSSARD Patrick KAABI Walid LEPERCQ Pierre LETOURNEUR Stephane LUKOVAC Lucija MONARD Hugues MOUTON Bernard NGO MANDAG Emilienne ROUX Raphael SOKOLSKY Isabelle SOSKOV Viktor. TOUTAIN Anthony VARIOLA Alessandro XU Chenghai 3 chercheur 13 IR 3 PhD 2 CDD 3 TCS 1 IE 2 AI Ph Acc 3 CR C.Bruni C.Rimbault N.Deleure 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

SERVICES d’etude et realisation ACCELERATEURS Deux axes : Technologie et Design Coupleurs & Dépôts (TiN - NEG) Cavités Fabry-Perot & laser de puissance Canons : forte brillance _____________________________ DESIGN & OPERATION ThomX Collisionneurs linéaires : ILC – CLIC sources de positrons, ILC région d’interaction Collisionneurs circulaires : SuperB, ALFA La colle est PHIL (Photo Injector @ LAL) 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Technologie Coupleurs de puissance pour cavités supraconductrices : Project : XFEL, ILC R&D dans le cadre des programmes européens CARE, ILC HIGrade, Eucard Collaboration LAL-DESY, LAL-KEK FJPPL Qu’est-ce qu’un coupleur ? Qu’est-ce qu’on recherche ? Réduction du temps de conditionnement Réduction et simplification des procédures de préparation Garantie des performances sur cavités supra Réduction des coûts de production 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Technologie Cavités Fabry-Perot à fort gain : Project : ILC-CLIC source de positrons polarisés, RadioThomX, MightyLaser R&D dans le cadre du programme européen EuroTeV et de l’ANR (agence nationale de la recherche) Collaboration LAL-KEK FJPPL & ATF2 Qu’est-ce qu’une cavité Fabry-Perot ? Quelles sont ses applications ? Qu’est-ce qu’on recherche ? Maximisation du gain en cavité Design d’une cavité stable avec minimisation du waist ( 10 n microns) Réalisation d’un laser fibre de 100n Watt => x amplification => MW régime en cavité. Application Compton dans un anneau pour la production de gammas => Installation ATF2 = première g-factory du monde 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Technologie Sources : Canons à haute brillance Project : PHIL Qu’est-ce qu’un canon ? Qu’est-ce qu’on recherche ? Design pour augmenter la brillance et pour le gradient accélérateur Technologie pour réduire les émissions de courant d’obscurité et améliorer le vide… (+ emittance) Technologie pour augmenter la charge par paquet (photocathodes + chambre de préparation) Diagnostiques 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Perspectives 2009-2013 LAL&CLIC, PHIL Positionnement du LAL parmi les laboratoires qui développent la technologie des photoinjecteurs. Collaboration avec CERN, DESY Zeuthen (Pitz) Participation au développement du R&D sur CLIC Design pour utilisation industrielle Participation aux expériences d’accélération laser-plasma avec injection par une source externe PHIL : applications à la technologie des accélérateurs et à la physique appliquée. 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Résumé - Technologie 3 domaines principaux : coupleurs, résonateurs optiques, canons Excellents résultats obtenus qui nous permettent de nous positionner comme un acteur principal dans le contexte de la technologie appliquée Conséquences et perspectives : Participation et proposition dans le cadre des grands projets de physique fondamentale (SuperB, ILC, CLIC) et physique appliquée (XFEL) Collaborations avec les grands labos internationaux (CERN,DESY,KEK) Brevet et contacts avec les industriels, GIS Thales, Accel, Toshiba, EuroMeV Projets extrêmement intéressants de physique appliquée : RadioThomX 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Design SuperB / ILC – CLIC : Sources de Positrons Polarisation => Compton. Design des sources qui sont basées sur le taux de répétition (stacking dans l’anneau d’amortissement) Proposition de nouvelles idées et de nouveaux schémas : Stacking ERL pour le schéma Compton Optimisation du point d’interaction pour la maximisation de la luminosité, OPO crab, cavité 4 miroirs Sources non polarisées : - Source Hybride (cristal + amorphe et dipôle de filtrage pour les particules à faible énergie). La source hybride est actuellement la baseline pour CLIC et elle suscite un grand intérêt dans ILC 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Design GOUVERNEMENT ITALIEN OK 300 MEuros !!!!!!!!!!!!!!! B factory. SuperB et Crab Waist @ Dafne Collisionneur circulaire, 4-7 GeV, 1036 luminosité !!!! Design basé sur la nouvelle idée IP du crab waist Qu’est-ce qu’est le crab waist ? Participation du LAL au CDR aussi dans la partie accélérateurs Proposition de nouvelles idées (2 IP) Proposition de participation au TDR Pour valider le concept du Crab Waist, LNF Frascati a approuvé un upgrade de Dafne pour le Run Siddharta. LAL a fortement collaboré à cette expérience dans le domaine de la luminométrie et du control commande. Résultats exceptionnels. Gain en luminosité, stabilité de la machine par rapport à l’effet faisceau-faisceau GOUVERNEMENT ITALIEN OK 300 MEuros !!!!!!!!!!!!!!! 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Design ThomX Application de la technologie d’amplification en cavité optique Couplage d’un accélérateur d’électrons de faible énergie et taux de répétition élevé avec un système laser-cavité. Accélérateur compact, taux de répétition élevé = Petit anneau / ERL Compton = boost de l’énergie, dépendance énergie - angle => monochromaticité Dynamique anneau fortement affectée par le Compton. Nécessité d’écrire les codes. Plusieurs domaines d’application : Médical : imagerie cohérente, K-Edge, coronographie, mammographie …. Radiothérapie résonante au moyen d’un agent de contraste Préservation du patrimoine : X diffractométrie, laminographie => Analyse des œuvres d’art, identification des matériaux et des techniques, attribution des tableaux…. Collaboration établie avec CELIA Bordeaux, LMA Lyon, Thales, Synchrotron Soleil, IGR, Musée du Louvre 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Design ALFA Application a LHC. ATLAS luminometrie Mesure de luminosité absolue. Configuration optique à haut Bêta et insertion des détecteurs Pots Romains. Design de la zone d’interaction, particules déviées à petit angle: étude de leur propagation dans la ligne optique jusqu’au détecteur. Évaluation de la précision de la mesure en dépendance des erreurs systématiques Perspectives - Mise en œuvre en LHC et participation aux expériences 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

Résumé design LAL veut maintenir (et augmenter) sa visibilité sur les grands projets des accélérateurs futurs : collisionneurs linéaires (CLIC ILC) et circulaires (LHC, Superb) Créativité et études détaillées sur les idées et les schémas proposés (stacking, source hybride, point de collision etc.) Différentes activités dans les domaines des sources leptoniques, design de la région d’interaction, luminométrie……. Application RadioThomX => retombée de la physique fondamentale sur la société Perspectives : Contribution fondamentale au TDR => ILC, CLIC et SuperB. Activité LHC Réalisation et mise en œuvre de RadioThomX 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

PHIL Actuellement faisceau!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Programme d’importance vitale pour les activités accélérateurs: Machine au LAL Développement des technologies Attractivité (chercheurs, étudiants, post-docs) Formation et opération sur une vraie machine - IL FAUT AVOIR UNE MACHINE Phase 0 Phase 1 Energy (MeV) 6 10 Charge (nC) 0.1 3 rms bunch length (ps) 4 rms energy spread (%) 0.3 < 2 % Normalized rms emittance (pmmmrad)  1 < 20 1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY

1/3/2019 Alessandro Variola LAL - ORSAY