Dans une expérience de faisceaux croisés, un processus inélastique de la forme A* + B → A*' + B (A* état excité non polarisé d'un atome A, B perturbateur atomique sphérique) a pour effet de polariser l'état atomique A*' peuplé par collision. L'expression générale prédisant le taux de polarisation acquis par A*' a été établie. Le cas où l'atome A possède un spin nucléaire est pris en compte dans le calcul. Nous avons montré que ce spin a pour effet de réduire le taux de polarisation induit dans l'état A*' par le transfert collisionnel A* → A*'. L'effet de polarisation de A*' prédit ci-dessus de façon générale a été illustré sur deux exemples : les transitions de structure fine 4 P1/2 → 4 P3/2 du potassium induite par He, et 2P1/2 → 2P3/2 du fluor induite par H+.
Dans une expérience de faisceaux croisés, un processus inélastique de la forme A* + B → A*' + B (A* état excité non polarisé d'un atome A, B perturbateur atomique sphérique) a pour effet de polariser l'état atomique A*' peuplé par collision. L'expression générale prédisant le taux de polarisation acquis par A*' a été établie. Le cas où l'atome A possède un spin nucléaire est pris en compte dans le calcul. Nous avons montré que ce spin a pour effet de réduire le taux de polarisation induit dans l'état A*' par le transfert collisionnel A* → A*'. L'effet de polarisation de A*' prédit ci-dessus de façon générale a été illustré sur deux exemples : les transitions de structure fine 4 P1/2 → 4 P3/2 du potassium induite par He, et 2P1/2 → 2P3/2 du fluor induite par H+.
Dans cette these, nous proposons un modele theorique complet de la reaction d'ionisation associative collisionnelle entre deux atomes de sodium excites par un rayonnement laser polarise. Ce modele combine le traitement du defaut quantique multivoies de l'autoionisation moleculaire a courte distance internucleaire et la description de la dynamique a grande distance a l'aide d'hypotheses semi-classiques, et tient compte des conditions d'excitation des partenaires de collision. Ce processus a fait l'objet de tres nombreuses etudes experimentales pendant les deux dernieres decennies. En jouant sur le schema d'excitation, on fait varier l'etat initial de la reaction et on observe un etat final (un ion moleculaire plus un electron libre) qui en depend fortement. Par ailleurs, l'interet pour cette reaction a recemment ete ravive par les experiences de photoassociation a deux couleurs dans un milieu d'atomes froids, ou l'ionisation associative sert de methode de detection. Nous confrontons notre modele a un grand nombre d'experiences realisees aux energies thermiques et qui ont fourni de nombreuses donnees sur la dependance en polarisation et en vitesse de la reaction consideree, lesquelles n'ont jamais ete completement interpretees. Il est en tres bon accord avec les mesures du taux de production d'ions dependant du schema d'excitation. Nous interpretons moins bien les resultats de la section efficace d'ionisation associative variant fortement avec la vitesse de collision, ce qui montre les limites de notre modele pour le traitement de la dynamique a grande distance internucleaire. Enfin, nous etendons notre modele a l'etude de l'ionisation associative entre atomes de potassium qui se produit dans des conditions tres differentes par rapport au cas du sodium du point de vue energetique et sur laquelle il n'existe que de tres rares donnees experimentales.
Lors d’une collision radiative, le transfert d’excitation vers l’etat final resulte de l’action conjuguee de l’interaction collisionnelle et du couplage avec le champ. La section efficace associee σ, qui contient l’information sur le processus collisionnel, depend du systeme atomique et des caracteristiques du champ. Dans ce memoire sont presentes les resultats d’experiences consacrees a l’etude a haute resolution du profil spectral de σ et, a celle de la coherence induite par un champ exterieur polarise. Les travaux portent sur des couplages dipolaires et d’echange dans le cas d’interactions multipolaires dans des melanges de vapeurs alcalines et alcalino-terreuses. Les informations obtenues concernent les interactions a longue portee. Lorsque le systeme choisi conduit a l’ionisation de l’une des especes en reaction, le processus est souvent masque par l’ionisation du milieu sous l’effet des collisions superelastiques. Ce phenomene est de nature purement collisionnelle. Sin etude, menee dans une vapeur de strontium, met en lumiere la dynamique du transfert de l »energie par les electrons chauds du milieu. Ceux-ci la vehiculent depuis les niveaux metastables, ou elle est stockee, jusqu’au niveau fondamental de l’ion.
Un faisceau d'atomes metastables de neon, dans un etat interne defini (projection plus deux ou moins deux du spin) est prepare par excitation optique laser, en polarisation circulaire. On mesure la difference des deux sections efficaces differentielles obtenues dans les deux cas de polarisation. Pour le systeme symetrique (neon metastable-neon au fondamental), on obtient un comportement oscillatoire a petit angle et a grand angle. Du point de vue theorique, on etablit les proprietes generales de symetrie de la difference, ainsi que son annulation a angle nul et a cent quatre vingts degres. Le calcul de la difference est base sur la determination des amplitudes de diffusion elastiques et inelastiques, avec, pour axe de quantification, l'axe du faisceau incident. La methode jwkb a ete etendue a ce probleme a plusieurs voies couplees. Le calcul demontre la sensibilite aux couplages et donc a l'anisotropie de l'interaction
On étudie dans le cas de transitions J = 1 → J = 0 les sections efficaces de collisions résonnantes dans des situations où le transfert de l'excitation entre les deux atomes durant la collision n'est pas parfaitement résonnant. Les effets de ce caractère du transfert de l'excitation sont une diminution très rapide des taux de relaxation et de transfert des observables de l'état excité des atomes et l'apparition d'un déplacement de la raie optique de l'atome émetteur pouvant devenir comparable à l'élargissement de cette raie par le potentiel dipôle-dipôle. La comparaison des résultats (obtenus par résolution numérique de l'équation de Schrôdinger) à ceux que donne la méthode approchée développée par Omont met en évidence l'insuffisance de l'approximation de Born semi-classique pour décrire les taux de transfert dès que celui-ci devient non résonnant. La validité de l'utilisation d'une telle approximation dans le domaine des collisions moléculaires (transfert entre niveaux de rotation) pourrait donc être à reconsidérer. L'application des résultats à diverses situations physiques est discutée et les extensions possibles de ce type d'études décrites.
Les atomes de cuivre d'un faisceau atomique, pris dans l'état fondamental 4 s 2S1/2- ont été excités par des électrons de quantité de mouvement initiale parallèle à un champ magnétique statique. On a mesuré, pour différentes énergies ( < 200 eV) et dans la direction perpendiculaire au faisceau d'électrons, la polarisation des raies provenant des niveaux 4 p 2P1/2,3/2- et 4 d 2D3/2, 5/2-, en relation avec le champ magnétique statique (entre 0 et 80 œ). Pour la raie 3 273 Å (2P1/2-2S1/2), en accord avec la théorie, on n'a observé aucune polarisation. En ce qui concerne la raie 3 247 Å (2P3/2-2S1/2), le champ magnétique appliqué était trop faible pour influer sur la polarisation, qui passe de valeurs positives aux basses énergies des électrons à des valeurs négatives pour des énergies plus élevés. Mais, comme les structures hyperfines des niveaux 4 d 2D sont plus faibles, un découplage a été observé, et on a mesuré un accroissement prononcé des raies 5 153 et 5 218 Å (2D3/2-2P1/2 et 2D5/2-2P3/2) quand on passe d'un champ magnétique faible un plus fort. La polarisation atteint sa valeur moyenne entre celles des champs faibles et forts 26 œ pour la raie 5 153 Å et à 11 œ pour la raie 5 218 Å. On discute la polarisation de la raie 5 153 Å par rapport au facteur A et à la durée de vie du niveau 2D3/2 en utilisant la formule de Breit, légèrement modifiée, pour la résonance optique. Le transfert plus important du moment cinétique dans le processus d'excitation rend plus compliqués les calculs de polarisation de la raie 5 218 Å.
Dans cette thèse, nous approfondissons certains aspects théoriques des transitions à plusieurs photons dans les solides. La probabilité de transition est donnée par une formule dérivée à partir de la théorie des perturbations dépendant du temps. Quand deux photons ou plus sont absorbés simultanément, des difficultés, absentes lors de transitions à un photon, apparaissent. Premièrement, le calcul de la probabilité de transition implique dans ce cas une sommation sur les états intermédiaires du système. Une connaissance de tous ces états est en général difficile, et l'approximation consistant à en négliger une partie est souvent nécessaire. A ce stade se pose le problème de maintenir l'invariance de jauge des résultats, car on sait que si l'on considère un ensemble incomplet d'états, on aboutit à des résultats différents pour jauges différentes. Une fois les problèmes de couplage avec la radiation réglés, il reste à effectuer pratiquement la sommation sur les états retenus essentiels. Deuxièmement, quand le nombre de photons absorbés augmente, la probabilité de transition dépendra de plusieurs vecteurs de polarisation. Pour déterminer cette dépendance, il est nécessaire d'effectuer une analyse de symétrie. Dans cette thèse, nous nous intéressons à ces deux aspects, et nous fournissons à des expériences récentes le soutien théorique nécessaire. La première application étudiée nous a emmené à calculer la probabilité de transition à deux photons dans les puits quantiques de GaAs-Ga1-xAlxAs. L'objet de cette étude est de comprendre les spectres d'excitation expérimentaux, qui montrent en particulier une forte dépendance de la polarisation. Pour des polarisations parallèles à l'axe de croissance, on a un spectre avec des marches marquées par de forts pics excitoniques, tandis que dans le cas de polarisations parallèles aux couches, le spectre est presque linéaire avec des effets excitoniques négligeables. Nous avons commencé par étudier l'absorption entre sous-bandes pour un puits quantique avec des barrières de hauteur infinie concentrant notre attention sur le couplage avec la radiation. Du fait que notre modèle n'inclut que les états de la bande de conduction et de celle de valence, il est nécessaire, afin d'obtenir des résultats invariants de jauge, d'effectuer le couplage au courant du puits quantique. Nous avons pu expliquer ainsi les marches et la dépendance linéaire des spectres. Ensuite, nous avons considéré les effets dus aux barrières de hauteur finie. Nous avons décrit les états de continuum du puits quantique dans un formalisme qui dérive de la théorie des distributions, et effectué explicitement la sommation sur tous les états intermédiaires du modèle. Enfin, nous avons inclus les effets excitoniques. La description des états excitoniques intermédiaires étant complexe, nous avons appliqué une nouvelle méthode variationelle, qui ne nécessite pas une connaissance explicite des états intermédiaires pour obtenir les probabilités de transition. Une comparaison des spectres théoriques et expérimentaux montre un très bon accord entre eux. Récemment, il a été possible d'obtenir expérimentalement des spectres d'excitation à trois photons dans les halogénures alcalins. Le problème se posait de comprendre les règles de sélections et la dépendance des polarisations des photons pour les transitions permises. Nous avons d'abord examiné le problème général des règles de sélection de transitions à n photons. Ensuite, nous avons donné une interprétation théorique aux spectres d'excitation des halogénures alcalins. Nous avons trouvé que, en sus des règles de sélections habituelles de dipôle et de polarisation, il peut y avoir une autre règle de sélection dans le cas où quelques-uns des photons ont la même fréquence. Nous avons effectué une analyse de symétrie qui tient compte des propriétés de permutation des polarisations et des fréquences et déterminé ainsi ces nouvelles règles de sélection. L'étude montre aussi qu'il n'est pas toujours possible de factoriser la probabilité de transition en une partie géométrique, qui ne dépend que des polarisations, et en une dynamique, qui contient la dépendance des fréquences. En conséquence, la dépendance des polarisations n'est pas déterminée uniquement par la symétrie de l'état initial et final. Finalement, nous avons considéré en détail le cas de symétrie Oh (symétrie des cristaux des halogénures alcalins) et ajouté l'effet d'un champ magnétique. La théorie permet de donner une interprétation aux spectres expérimentaux et suggère l'existence de nouvelles raies.