Molécules exotiques d'hélium

Exotic helium molecules

• Auteur / Autrice : Maximilien Portier
• Direction : Michèle Leduc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique quantique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Atomes froids

Hélium métastable

Photoassociation

Molécules exotiques

Ionisation Penning

Spectroscope moléculaire

Résumé

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.