Génération de chocs par laser et leur utilisation pour étudier des composés simples à haute pression

Abstract

La connaissance et la compréhension approfondies de l'équation d'état de matériaux simples tels que le carbone et l'eau dans le régime de la matière dense chaude (WDM) sont essentielles pour la modélisation de la structure interne de nombreux objets astrophysiques, en particulier les planètes joviennes, ainsi que pour la recherche sur la fusion par confinement inertiel (ICF). Une équation précise des données d'état peut être utilisée pour comparer les codes hydrodynamiques et valider des modèles théoriques tels que SESAME, MPQEOS, FEOS et l'équation d'état ab-initio calculée avec les codes de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). Les installations laser PHELiX au GSI en Allemagne et GEKKO-XII à l'Institute of Laser Engineering (ILE) au Japon ont été utilisées pour générer des ondes de choc plaines dans des cibles de diamant et d'eau résultant en conditions WDM. Nous avons utilisé un ensemble de diagnostics indépendants pour mesurer les conditions thermodynamiques du diamant et de l’eau comprimés, y compris l'interférométrie de vitesse pour tout réflecteur (VISAR) et la pyrométrie optique résolue en temps (SOP). En plus du travail sur la compression laser, on present aussi les résultats d'une campagne expérimentale utilisant la compression laser dynamique sur des échantillons d'eau précomprimés de façon statique en utilisant des cellules à enclume de diamant. La dernière partie de la thèse est consacrée à un travail théorique Ab-initio sur LiH utilisant les codes Quantum Espresso et CALYPSO, à la recherche de candidats intermédiaires pour expliquer la transition de phase métal-isolant B1 - B2. Enfin, nous présentons les résultats préliminaires de la campagne expérimentale préparatoire sur l'expérience à haute puissance et taux de répétition élevé pour la plate-forme L4n sur P3 à ELI-Beamlines en soulignant les défis auxquels nous devons faire face et les avancées qui résulteront d'une telle installation laser.