Photoassociation d'atomes de cesium froids. Formation et caracterisation d'un nuage froid de molecules diatomiques de cesium

• Auteur / Autrice : Cyril Drag
• Direction : Pierre Pillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Dans un processus de photoassociation, deux atomes froids de cesium absorbent un photon au cours de leur collision pour former une molecule froide electroniquement excitee dans un niveau de rotation et de vibration defini. L'energie cinetique initiale des atomes libres etant tres faible, le processus est resonnant et permet d'effectuer une spectroscopie a haute resolution qui donne acces a des niveaux de vibration de grande elongation, proches de la limite de dissociation. Nous presentons dans cette these les spectres des etats correles a la limite 6s + 6p et mettons en evidence le caractere purement longue distance de l'etat 1 u (6s + 6p 3 / 2). Cet etat consiste en une paire d'atomes uniquement lie a 1,5 nm par l'interaction electrostatique multipolaire. La modulation de l'intensite des raies pour une progression vibrationnelle donnee reflete la structure nodale de la fonction radiale en onde s de deux atomes en collision dans l'etat fondamental. La photoassociation par excitation de l'etat 0 g (6s + 6p 3 / 2) d'atomes polarises permet de determiner les valeurs de la longueur de diffusion de l'etat triplet du cesium (a t = 530 a 0) et du coefficient de van der waals de l'etat fondamental moleculaire (c 6 = 6510 u. A. ). La photoassociation d'atomes froids de cesium permet aussi la formation de molecules froides dans l'etat fondamental singulet ou triplet apres emission spontanee des molecules photoassociees. Differents schemas de formation sont caracterises. Notament, les potentiels en double-puits 0 g (6s + 6p 3 / 2) et 1 u(6s + 6p 3 / 2) presentent un point de condon a distance intermediaire et constituent un cas ideal pour la formation de molecules froides. Le nuage moleculaire froid est analyse : des temperatures aussi basses que 20 microkelvins ont ete mesurees et la distribution des niveaux de rotation et de vibration est etudiee. Les efficacites pour la reaction de photoassociation et pour la formation de molecules froides sont mesurees et comparees aux calculs theoriques.