MESURE DE LA VIOLATION DE LA PARITE SUR LA TRANSITION 6S-7S DU CESIUM PAR<br />EMISSION STIMULEE DANS UNE VAPEUR ATOMIQUE - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2005

MEASUREMENT OF PARITY VIOLATION IN THE 6S-7S TRANSITION OF CESIUM USING STIMULATED EMISSION

MESURE DE LA VIOLATION DE LA PARITE SUR LA TRANSITION 6S-7S DU CESIUM PAR
EMISSION STIMULEE DANS UNE VAPEUR ATOMIQUE

Résumé

This document reports on an effort in improving low energy tests of neutral current weak interactions. The goal is to realize a 1% precision measurement of a parity nonconserving transition dipole in cesium vapor using laser pump-probe polarimetry. This experiments differs from all other parity nonconservation measurements in the use of stimulated emission by a probe beam, a situation in which the left-right asymmetry is amplified when the probe gain increases. Many experimental techniques have been improved for this measurement: design and realization of the vapor cells, control of the surface effects, control and reduction of the effects associated with the cesium dimers, measurement, control and reduction of the stray fields. Beyond the implementation of dedicated techniques, i) this work has raised the parity violation measurement to a 2.6% achieved precision and to a signal/noise figure that allows to reach the 1% precision level, ii) original experiments have been done such as the near-IR laser dissociation of Cs dimers, observation without background of the zero-field 6S-7S transition, implementation of spectroscopic cells without reflection at the windows, the demonstration that laser diffraction can be used to monitor the monoatomic steps at a vicinal single-crystal surface, a method for homodyne detection of selective reflection, or absolute measurements of cross-sections, iii) a scheme has been proposed that would allow a 0.1% precision parity nonconservation measurement at the shot noise limit, and a study, of how the spectroscopy of forbidden transitions could benefit from laser cooling techniques, has been done
Le travail présenté ici a pour but l'amélioration des tests de basse énergie des interactions faibles à courant neutre. Il a porté sur la mise au point d'une expérience à même de réaliser une mesure d'un dipôle de transition violant la parité dans une vapeur de césium en cellule avec une précision de 1% sur un montage de polarimétrie laser pompe-sonde. Son caractère original tient à la détection d'une transition interdite dans une vapeur, non plus par fluorescence comme l'ont fait toutes les expériences antérieures, mais par l'émission stimulée par le faisceau sonde, ce qui amplifie l'asymétrie à mesurer lorsque l'amplification du faisceau sonde est importante. De nombreux aspects expérimentaux ont nécessité de repousser les limites de l'expérimentation: amélioration des techniques de polarimétrie avec des lasers en impulsions, conception et préparation des cellules, maîtrise des effets de surface, maîtrise et réduction des effets liés aux dimères de césium, étude des champs parasites, puis de leur contrôle/réduction. Mais par-delà le développement de savoir-faire spécifiques, ce travail i) a permis d'amener l'expérience VPA à un stade où la précision de la mesure déjà effectuée est de 2,6%, et où le rapport signal/bruit atteint permet de se lancer dans une mesure à 1%; ii) a donné lieu à des expériences originales comme la photo-destruction des dimères d'une vapeur de césium, l'observation en champ nul et sans background de la transition 6S-7S en champ nul, la réalisation de cellules spectroscopiques "sans pertes par réflexion", la mise en évidence, par diffraction laser, des marches monoatomiques d'une surface vicinale ou encore des méthodes originales de détection homodyne du signal de réflexion sélective ou de mesure absolue de sections efficaces; iii) propose une méthode susceptible de permettre une mesure VPA à 0,1%, ainsi qu'une exploration de ce que permettrait le refroidissement laser pour l'étude des transitions interdites.
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Format : Autre

Dates et versions

tel-00011127 , version 1 (28-11-2005)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011127 , version 1

Citer

Michel Lintz. MESURE DE LA VIOLATION DE LA PARITE SUR LA TRANSITION 6S-7S DU CESIUM PAR
EMISSION STIMULEE DANS UNE VAPEUR ATOMIQUE. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. ⟨tel-00011127⟩
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