Modelisation microscopique d'effets non markoviens dans des materiaux moleculaires analyses par experiences de melange a quatre ondes

Microscopic modelisation of non markovian effects in molecular systems analysed with transcient four wave mixing experiment

• Auteur / Autrice : PHILIPPE MARTIN
• Direction : Jean-Pascal Lavoine, A. BOEGLIN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : R. VOLTZ, Albert Villaeys
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Claude Girardet, L. SARGER

Résumé

Dans ce travail nous donnons une description theorique de la dynamique interne de systemes moleculaires testes par des experiences de melange d'ondes en regime femtoseconde. Afin de tenir compte, sur la dynamique interne du systeme moleculaire, de l'effet de l'environnement, celui-ci est represente microscopiquement par un ensemble d'oscillateurs harmoniques. Cette modelisation est particulierement appropriee pour decrire des molecules organiques piegees dans des milieux solides ou encore les interactions intramoleculaires dans des systemes complexes. La presence d'un couplage systeme-bain est responsable de l'amortissement de l'intensite des signaux mesures experimentalement. Pour des temps d'observations courts, ils se caracterisent par des phenomenes de decroissances non exponentiels pouvant donner lieu a des oscillations. On qualifie ces phenomenes de non markovien. Nous avons etudie des situations correspondant a un couplage systeme-bain diagonal, n'introduisant que des phenomenes de dephasages purs. L'influence sur la dynamique ultra-rapide du systeme moleculaire, de ce couplage a ete envisage pour deux situations. Nous avons montre que les oscillations non markoviennes, signature de la dynamique individuelle ultra-rapide de chacun des systemes, persistaient dans la reponse collective d'un ensemble de systeme en presence d'un elargissement inhomogene. Le role des effets non markoviens sur des phenomenes de battements quantiques a ensuite ete analysee. Nous avons montre l'apparition d'anharmonicites dans les oscillations experimentales, anharmonicites qui resultent de la dynamique hors equilibre du bain. Il resulte de ces etudes que les techniques de melange a quatre ondes, peuvent etre utilisees pour analyser les effets de memoire sur les phenomenes de dephasage purs aux temps courts. Enfin, nous avons decrit des processus de perte de population resultant d'une interaction non diagonale entre le systeme moleculaire et son environnement. Nous avons montre que les effets de memoires conduisent a des phenomenes de decroissance non exponentiels ne presentent pas d'oscillations. Ces comportements different de ceux observes dans le cas d'un couplage diagonal.