Etude théorique de la spectroscopie d’atomes alcalins piégés dans des matrices de gaz rare

Françoise Masnou-Seeuws, Marie-Anne Bouchiat

L'étude théorique présentée a pour but de calculer l'évolution dans le temps de la valeur moyenne d'une observable Q relative à un ensemble d'atomes alcalins dans l'état fondamental, lorsque la relaxation a pour cause les deux processus suivants : d'une part les collisions contre la paroi après diffusion dans le gaz, d'autre part les collisions des atomes alcalins contre les atomes du gaz. Le calcul utilise le formalisme de la matrice densité, ce qui permet de calculer l'évolution de différentes observables et de tenir compte de ce que des observables différentes peuvent relaxer sur la paroi ou sur le gaz avec des constantes de temps différentes. La mise en équation est valable pour une paroi recouverte d'un enduit (collisions faibles de type magnétique) et pour une paroi très désorientante (verre nu ou recouvert d'un miroir alcalin). Cette étude doit permettre d'interpréter les résultats expérimentaux et d'en déduire le coefficient de diffusion de l'alcalin dans le gaz étranger et les sections efficaces de désorientation (alcalin-gaz étranger) relatives à diverses observables. Les rapports entre ces derniers paramètres apportent des renseignements quant à la nature de l'interaction désorientatrice en phase gazeuse et au caractère du spectre de ses fluctuations.

A. A. Belyaeva, Predtechenskij Yu B, L. D. Shcherba

A Bleton

La photoassociation moleculaire est un processus collisionnel ou deux atomes absorbent un photon pour creer une molecule excitee. Dans un piege magneto-optique, les temperatures sont tres basses. On peut donc exciter des niveaux rovibrationnels du dimere de l'atome froid et realiser ainsi une spectroscopie de la molecule. Cette etude est menee experimentalement ici dans le cas du cesium. Une approche theorique est presentee pour la photoassociation de tous les alcalins

P. Moutard

Teinosuke Kanda, Takeo Ebisu

J.-B. Bru

Une des plus fascinantes predictions de la mecanique statistique quantique concerne la transition de phase d'un gaz de bose sans interaction (gaz parfait de bosons) caracterisant l'apparition d'une condensation de bose-einstein (condensation conventionelle). Longtemps associe a l'helium 4, ce phenomene permit l'explication theorique qualitative de la superfluidite, a savoir la theorie microscopique de bogoliubov. L'objet de cette these est l'etude des condensations de bose au travers de ces differentes manifestations. De l'analyse du comportement thermodynamique du gaz de bogoliubov, nous explicitons ainsi une nouvelle notion de condensation : une condensation de bose non conventionnelle induite d'un phenomene d'interaction et non d'un mecanisme de saturation de la densite de particules (cf. Gaz parfait de bosons). De maniere plus generale, plusieurs sortes de condensations sont ensuite etudiees au travers d'exemples plus simples de gaz de bosons en interaction diagonale. On peut remarquer que l'etude des phenomenes de condensations dans des gaz de bosons faiblement imparfaits comme le gaz de bogoliubov n'ont pas qu'un interet academique. En effet depuis 1995, l'etude experimentale de gaz alcalins en faible interaction (rubidium, lithium et sodium) pieges dans un puits magnetique a demontre l'existence d'une condensation de bose pour des temperatures de l'ordre du nano kelvin. L'etude d'un modele de bose analogue au gaz de bogoliubov dans un puits de potentiel pourrait alors donner une theorie microscopique de ces gaz et donc une base theorique a leurs comportements thermodynamiques, comme l'existence d'une condensation apparemment non conventionnelle du gaz de sodium a tres basse temperature.