Photoassociation dans l’Hélium métastable: 2 ème génération Séminaire interne du groupe Atomes froids Vendredi 24 Janvier 2003 Jérémie Léonard, Matt Walhout, Steven Moal, Michèle Leduc, Claude Cohen Tannoudji, Allard Mosk, Peter v.d. Straten (Utrecht)

T fusion Cu = 1083 °C … Métallurgie…

Démontage

Bobinage

10 m K, TOF = 5ms 2 mm 1.5 mK, TOF=1 ms 2 mm < 3 m K TOF = 7ms 1 mm Remontage

R [a 0 ] 2 3 S P S P S P 1 29 GHz GHz Raie D 1083 nm 2.3 GHz 2 3 S S 1 5Sg+5Sg+ 1u1u 0u+0u+ ~50 nm 3 à 20 m K Introduction V=4

+ hn 2 3 S S S P 0 5S5S s-wave => J tot =2 Autour de la raie D 0 … Rotation due au transfert de quantité de mouvement du photon ? : ℓ ~d  ħk reste s-wave => J mol tot =J elec =1 S=1, m S = -1 S=1, L=1,m L =+1 J at =0 S=1, J at =1 B0B0 W=0 S=1, m S = -1 s+s+ J elec tot =1 + hn L=0,m L =0 + hn S=1, m S = -1 S=1, L=1,m L =+1 J at =0 S=1 J at =1 B0B0 W=1 S=1, m S = -1 J elec tot =1 s+s+ L=0,m L =0

Rappels… Etats des calculs : ± 10 MHz

Asservissement du laser de photoassociation Cellule absorption Saturée (raie D 0 ) AOM +240 MHzAsservissement Courant + cavité (largeur 300kHz) Diode Laser PA Raie D MHz AOM +240 MHz Fréquence variable Vers les atomes Avant asservissement: Densite optique au centre Après asservissement: Précision de la mesure ~0.5 MHz MHz -34.2MHz B 0 décale les raies

Observations Nombre d’atomes peu affecté Chauffage important PA laser : intensité = I sat at /10 maxi exposition = 10 ms Raie moléculaire dépend: du biais B 0, de la densité 10 mK, at/cm 3

Chauffage Idée : décroissance radiative dans 1 des 3 sous niveaux Zeeman : 1/3 atomes restent piégés avec une énergie cinétique ~ 1GHz (=50 mK) ( ½ profondeur du puits 0 u + ) => Chauffage du nuage (profondeur du piège mag = 15 mK, + régime hydro) Théoriquement : 1.8 G at = 2.9 MHz < G mol < 2 G at = 3.6 MHz Ca marche => pas ou peu de décroissance par ionisation  Énergie déposée proportionnelle au taux de photoassociation => fit lorentzien Saturation ?

Effet Zeeman ? B 0 × g m B 2 3 S 1 : g=2 Couteau RF Courbure : mesurable? B 0 >> dipole-dipole, structure fine comportement asymptotique de 2 3 S P 0 Energie B0B0 2 3 S S 1 Ou+Ou+ 2 m B +2 m B =4 m B 0 Pas d’effet Zeeman pour l’état moléculaire

+ hn S=1, m S =-1 S=1, L=1,m L =+1 J at =0 S=1, J at =1 2 3 S S S P 0 B0B0 5S5S W=0 S=1, m S =-1 s-wave s+s+ J elec =1 Zeeman shift? => J tot =2 Molécules d’axe orthogonal à B 0  =   B0B0 Le dipôle induit interagit avec S (spin orbite) => rotation de S autour de l’axe moléculaire => projection en moyenne est nulle le long de B 0 => pas de décalage Zeeman m B 0 (qq 10 MHz) << Structure fine (30 GHz) ~ interaction dipôle-dipôle L induit n’a pas de projection « stationnaire » sur B 0

Effet de densité B 0 ~ 0.5 MHzB 0 ~ 7.5 MHz Idée :  permittivité du vide e 0 => permittivité du gaz diélectrique e 0 e r Indice de réfraction dans le gaz : n 2 = 1+ c Re( c)  n/ d n densité, d désaccord par rapport à la raie atomique => Modification de l’interaction dipôle-dipôle (C 3 diminue, v=4 « monte ») Rôle du champ B 0 : modifie le désaccord d entre la raie moléculaire et la raie atomique Raie moléculaire est une sonde accordable avec B 0 pour mesurer l’indice de réfraction du gaz => Mesure de densité?

Dans 6 semaines (???) : S’asservir sur la raie v=3 (-80 MHz), puis v=2 (-250 MHz):  Indice de réfraction : effet doit être moindre à désaccord plus grand On n’attend plus de shift dû à la densité, même à champ B 0 faible…. Même type de potentiel longue distance dans le rouge de D 1 => 2 états liés (accessibles avec AOM) Calculs complets (effets de retard, couplages rotation/électrons …) =>Mesure de C 3 ?  Effet Zeeman : mesure sur une plus grande gamme de champ => courbure?  Chauffage : modèle quantitatif => accès au taux de PA?  Mesure de a … ) (