Exotic helium molecules
M. Portier, Michèle Leduc
Abstract
Nous étudions la photoassociation dans un gaz d hélium métastable 4He(23S1) ultrafroid piégé magnétiquement : des paires d atomes en collision interagissent avec un ou deux champs laser pour former des molécules à purement longue portée 4He2(23S1-23P0), ou longue portée 4He2(23S1-23S1). Des décalages lumineux dans la spectroscopie à un photon sont observés, et étudiés en fonction de l intensité et la polarisation du laser de photoassociation, ainsi que l état vibrationnel de la molécule photoassociée. Ils sont le résultat du couplage lumineux entre la molécule excitée et le continuum d états de diffusion et les états liés de l interaction entre deux atomes métastables. Leur analyse quantitative permet de déterminer la longueur de diffusion a=7.2 +- 0.6 nm caractéristique des collisions entre atomes métastables polarisés. La photoassociation à deux photons est utilisée pour mettre en évidence des molécules 4He2(23S1-23S1) polarisées et de forte élongation. Celles-ci sont qualifiées d exotiques, puisqu elles sont constituées de deux atomes métastables, portant chacun une énergie interne de 20 eV suffisante pour ioniser l autre. Les formes de raies obtenues par cette spectroscopie sont calculées et décomposées en sommes et produits de profils de Breit-Wigner et de Fano associés à des processus à un et deux photons. Leur ajustement aux données expérimentales permet de déterminer la durée de vie intrinsèque de la molécule tau=1.4+-0.3 microsecondes. Nous tentons d interpréter cette durée de vie en terme d autoionisation Penning induite par relaxation de spin.