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Accueil > FR > Recherche > Physique des Atomes Froids > Séminaire du groupe

Maxence Lepers (Laboratoire Aimé Cotton, Orsay), 28 janvier 2011

par Jean-Claude GARREAU - publié le , mis à jour le

28 janvier 2011 : Photo-association d’atomes et de dimères ultrafroids : effet des interactions à longue portée

Les recherches sur les molécules ultra-froides – dont la température est inférieure au milli-kelvin - ont connu un développement considérable au cours des dernières années. La formation de molécules diatomiques ultra-froides est aujourd’hui possible pour la plupart des espèces alcalines. Ces molécules peuvent être « synthétisées », notamment par photo-association, à partir d’atomes préalablement refroidis par laser. Au moment où ils entrent en collision, les deux atomes effectuent une transition vers un état lié excité, sous l’effet d’un champ laser. La molécule ainsi constituée peut ensuite tomber dans son état fondamental, par émission spontanée ou différents processus stimulés.

Du fait de la faible densité du gaz, le niveau vibrationnel excité atteint après la première transition se caractérise par une grande amplitude de vibration, c’est-à-dire bien supérieure à la distance d’équilibre de la molécule. A de telles distances, les interactions entre les deux atomes sont dites « à longue portée », c’est-à-dire qu’elles ne mettent en jeu que des forces électrostatiques. La compréhension des interactions à longue portée est
donc cruciale pour décrire le phénomène de photo-association.
Si la photo-association est aujourd’hui bien comprise et couramment réalisée pour des molécules diatomiques, elle n’a pas encore été appliquée pour former une molécule triatomique. Or, dans les conditions actuelles, il est possible de réaliser un gaz mixte d’atomes et de dimères. Le schéma proposé ci-dessus est donc en principe applicable pour des trimères, mais les conditions de son application constituent un problème ouvert.

Dans notre équipe, nous avons choisi d’aborder ce problème, en caractérisant les interactions à longue portée entre un dimère dans son état électronique et vibrationnel fondamental et un atome dans son premier état excité. Dans ce séminaire, je présenterai les premiers résultats de notre étude, avec application à un dimère et un atome de césium. Ces résultats s’avèrent prometteurs pour la photo-association, car l’interaction entre
l’atome et le dimère semble suffisamment attractive, pour permettre l’existence d’états vibrationnels de grande amplitude. Par comparaison au cas de deux atomes en interaction, je montrerai aussi en quoi la richesse du spectre moléculaire nous a conduits à développer un traitement particulier des interactions à longue portée entre un atome et un dimère.