VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
6.3. SPECTRES BLEUS 137
Mg + + H2 → MgH + 2
(6.1)
Mg + + H2 → MgH + + H (6.2)
44 Ca + + 40 Ca → 44 Ca + 40 Ca +
(6.3)
Les équations 6.1 et 6.2 sont des formations de molécules et la dernière équation correspond
à un échange de charge entre deux isotopes du Calcium. La réaction 6.2 n’est activée qu’en
présence des lasers, qui peuplent les niveaux excités de l’ion Magnésium. Les produits de
ces réactions n’ont évidemment pas les mêmes propriétés spectroscopiques que les réactifs
de sorte que l’on peut mesurer la cinétique de réaction à partir des variations du signal de
fluorescence. Par analogie on peut proposer des équations bilan à la réaction chimique que
l’on observe dans le cas d’un nuage d’ions Sr + :
Sr + + H2 → SrH + 2 Sr + + H2 → SrH + + H 88 Sr + + XX Sr → 88 Sr + XX Sr + (6.4)
XX Sr désigne les isotopes 86 et 87 du Strontium. Les espèces non fluorescentes dont la
population augmente au cours de la réaction seraient alors SrH + 2 , SrH+ , 86 Sr + ou encore
87 Sr + . Un moyen de connaître les espèces mises en jeu serait d’effectuer une analyse massique
du nuage d’ions, par des spectres de masse ou bien des techniques d’imagerie dans le cas
d’ions cristallisés (voir page 61).
6.3 Spectres bleus
On présente dans cette partie les résultats concernant le signal de fluorescence acquis sur
les photomultiplicateurs lorsque l’on balaye le désaccord du laser bleu. Ils donnent des indices
sur la température et permettent une estimation de la fluorescence inividuelle des ions. Les
spectres acquis avec la version 1.0 ont apporté une nouvelle preuve des effets de refroidissement
laser. On présente trois types de régimes qui ont été observés : le régime de Mathieu tout
d’abord, appelé également régime de haute température, où les effets thermiques dominent
largement les effets d’interaction coulombienne. Il y a ensuite le régime intermédiaire où les
effets de l’interaction deviennent notables. Enfin, le régime de basse température où ces effets
sont dominants. Seules les techniques d’imagerie ont permis de prouver que le régime cristallin
avait été atteint, aussi parle-t-on, dans cette section concernant les spectres, de régime
de basse température. Dans celui-ci, les spectres sont suffisamment fins pour que l’on puisse
observer et clairement identifier la résonance noire (voir page 53).
Le principe de ces spectres est de balayer la transition de refroidissement avec le laser bleu,
depuis un désaccord négatif vers un désaccord positif. Le mesure précise du désaccord s’effectue
grâce à la référence atomique du Rubidium qui a été détaillé page 105 et suivantes.
L’acquisition simultanée du signal de fluorescence et du signal d’absorption saturée permet
de tracer un spectre de fluorescence avec un axe des abscisses parfaitement défini.