Thèse soutenue

Spectroscopie X d’ions très chargés et niveaux d’énergie de l’hydrogène pionique
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Auteur / Autrice : Sophie Schlesser
Direction : Paul IndelicatoEric Olivier Le Bigot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des atomes
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Nous présentons une nouvelle méthode d'analyse de spectres X des ions d'argon, de soufre et de chlore très chargés (2 à 4 électrons), dans le cadre d'une expérience utilisant un spectromètre à cristal à courbure sphérique. Cette analyse s'appuie sur la reproduction de l'expérience à l'aide d'une simulation basée sur le tracé de rayons. Les résultats obtenus, parmi les plus précis au monde (1 à 9ppm), pour 14 transitions atomiques, permettent d'identifier les points théoriques qui sont à perfectionner, notamment dans le cas des ions à plus de 2 électrons. Nous présentons ensuite l'élaboration d'un spectromètre à deux cristaux plans et sa mise en place sur la source d'ions ECR située au Laboratoire Kastler Brossel, ceci dans le but de réaliser des mesures de qualité métrologogique de transitions atomiques ayant lieu dans des ions très chargés. Ce spectromètre a l'avantage de mesurer les énergies de manière absolue, car la dispersion en énergie des spectres dépend uniquement de l'angle absolu formé par les cristaux. Enfin, nous calculons les niveaux d'énergie de l'hydrogène pionique, qui est un atome exotique constitué d'un proton et d'un pion. Ces résultats, associés aux mesures des énergies de certaines transitions effectuées avec le spectromètre à cristal courbe, permettent de déduire les valeurs des longueurs de diffusion hadroniques dans le cadre de la théorie de l'interaction forte, pour laquelle les prédictions issues de différents points de vues sont en désaccord. Notre résultat modifie la valeur de la longueur de diffusion concernée de 0,3% environ.