Dynamique de l'interaction dans un gaz d'atomes de Rydberg froids. Blocage dipolaire, ionisation Penning. Pompage optique et refroidissement de la vibration de molécules - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Dynamique de l'interaction dans un gaz d'atomes de Rydberg froids. Blocage dipolaire, ionisation Penning. Pompage optique et refroidissement de la vibration de molécules

Amodsen Chotia
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 848041

Résumé

The main topic of this thesis deals with electrostatic interactions at very long range between Rydberg atoms. Rydberg atoms provide an extremely large polarizability leading in several configurations to dipole-dipole interactions with range that can reach more than 10 microns. Our high-resolution experiments show an inhibition of excitation when interactions between pairs of Rydberg atoms happen close to a resonance and also using an electric field to control the internal coupling between Rydberg states. These results obtained in a macroscopic ensemble have been transposed to a system of two atoms only (collaboration with Institut d'Optique). We then analyze spatial and temporal dynamics of blockade experiments in presence of an electric field using a kinetic Monte Carlo algorithm and we study the formation of ions and their consequences. Observation of Penning ionization for attractive potentials could lead to the formation of a cold plasma but a similar observation for repulsive potentials between two Rydberg atoms indicates a transfer of population driven by blackbody radiation. A second topic is the study of the formation of cold cesium molecules. Broadband lasers were used to detect these cold molecules and to find new schemes for cooling internal degrees of freedom of the cesium dimer. In the latter case the use of a mode-locked femtosecond laser shaped in intensity and frequency allowed us to populate after a few cycles of absorption-spontaneous emission the vibrational state v = 0 of the electronic ground state of the cesium dimer.
Le sujet principal de cette thèse concerne les interactions électrostatiques à très longues portés entre atomes de Rydberg. Les atomes de Rydberg offrent une polarisabilité extrêmement importante qui conduit dans plusieurs configurations, à des interactions de type dipôle-dipôle dont la portée peut atteindre plus de 10 microns. Nos expériences à haute résolution montrent une inhibition de l'excitation par un contrôle de l'interaction entre paires d'atomes de Rydberg au voisinage d'une résonance en énergie ainsi que par couplage interne entre niveaux de Rydberg lors de l'application d'un champ électrique. Ces résultats obtenus dans un ensemble macroscopique ont été transposés à un système de deux atomes seulement (collaboration avec l'Institut d'Optique). Nous analysons ensuite la dynamique spatiale et temporelle des expériences de blocage dipolaire en champ électrique à l'aide d'un algorithme Monte Carlo cinétique et nous étudions la formation d'ions et leurs conséquences. L'observation de l'ionisation Penning pour des potentiels attractifs pouvant conduire à un plasma froid mais aussi pour des potentiels répulsifs entre deux atomes de Rydberg indique un rôle de transfert du rayonnement thermique. Un deuxième sujet est l'étude de la formation de molécules froides de césium. Des lasers à large bande spectrale ont été utilisés pour la détection de ces molécules froides et dans des schémas de refroidissement des degrés de liberté internes du dimère de césium. Dans ce dernier cas l'utilisation d'un laser femtoseconde mode bloqué façonné en intensité et en fréquence nous a permis de peupler après quelques cycles d'absorption-émission spontanée l'état vibrationnel v=0 de l'état fondamental du dimère de césium.
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Dates et versions

tel-00447969 , version 1 (18-01-2010)

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  • HAL Id : tel-00447969 , version 1

Citer

Amodsen Chotia. Dynamique de l'interaction dans un gaz d'atomes de Rydberg froids. Blocage dipolaire, ionisation Penning. Pompage optique et refroidissement de la vibration de molécules. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris Sud - Paris XI, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00447969⟩
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