Physico-chimie des atomcules d’hélium antiprotonique : modélisation de processus réactifs en présence d’antimatière

par Sébastien Sauge

Thèse de doctorat en Physique moléculaire

Sous la direction de Pierre Valiron.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Environ 3% des antiprotons ($$p) stoppes dans l'helium survivent plusieurs microsecondes, contre quelques picosecondes dans tout autre materiau. Cette metastabilite inhabituelle resulte d'une capture sur des etats lies de l'atome exotique $$phe +, denomme atomcule car il s'apparente a la fois a un atome de rydberg quasi-circulaire quasi-classique de grand moment angulaire l n 1 37 et a une molecule diatomique composee d'un noyau charge negativement et caracterisee par une forte excitation rotationnelle j = l. En dehors de cette structure duale originale accessible par spectroscopie laser, la physico-chimie de leur interaction avec d'autres atomes ou molecules a fait l'objet d'etudes microscopiques. Alors que les atomcules resistent a des millions de collisions dans l'helium pur, des contaminants moleculaires comme h 2 les detruisent immediatement, y compris a basse temperature. Dans le cadre born-oppenheimer, nous interpretons l'interaction moleculaire, calculee par des techniques de chimie quantique ab initio, en termes de chemins reactifs classiques, qui presentent des barrieres d'activation compatibles avec celles mesurees dans he et h 2. Nous montrons par une approche monte carlo de trajectoires classiques que la thermalisation detruit fortement les populations initiales, portant la fraction estimee des etats de capture a 3%. Nous etudions aussi la recombinaison dissociative $$phe + + e +e dans une approche de trajectoires classiques pour les noyaux : nous predisons la synthese d'antihydrogene avec un rapport de branchement de 10%, ainsi qu'une nouvelle classe d'atomcules metastables (, $$p, e +, 2e ), qui pourrait etre confirmee par spectroscopie. Ce travail illustre la transferabilite des concepts de chimie physique a l'etude de processus exotiques en presence d'antimatiere, et apporte un eclairage nouveau sur la physico-chimie des radicaux interstellaires froids.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Annexes : 71 ref.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS00/GRE1/0091
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