Ultracold stable ground state RbCs molecules through photoassociation below the Rb(5s)Cs(6p 1/2) dissociation limit

par Beatriz Elena Londoño-Flórez

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Eliane Luc-Koenig et de Jorge Mahecha Gómez.

Soutenue en 2010

à l'Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) en cotutelle avec Medellín, Universidad de Antioquia .

  • Titre traduit

    Formation de molécules ultrafroides stables dans l'état fondamental par photoassociation sous la limite de dissociation Rb(5s)Cs(6p 1/2)


  • Résumé

    Le but de cette thèse est l'exploration théorique, sur l'exemple de la molécule RbCs, de la formation par voie optique de dimères alcalins hétéronucléaires dans leur niveau d'énergie le plus bas, à partir d'atomes ultrafroids. On a analysé le spectre lié et le continuum près du seuil de dissociation des états électroniques stables X et a, ainsi que les derniers niveaux liés des états 0+,0- et 1 sous la limite de dissociation Rb(5s)Cs(6p 1/2). Une description 'universelle' des résonances de forme de molécules diatomiques montre le rôle crucial de la longueur de diffusion en onde s. Les facteurs de Franck-Condon (FCF) liés aux processus de photoassociation (PA) ou de désexcitation par émission spontanée (RS) sont calculés de façon systématique. Comme observé expérimentalement, le niveau le plus peuplé par PA suivie de RS est le niveau v=37 de l'état triplet le plus bas. Le rôle important du couplage 'résonnant' est mis en évidence. Les durées de vie des niveaux 0+ sont calculées de façon systématique. Les FCF liés au transfert de population du niveau v=37 vers l'état fondamental absolu sont calculés : le chemin par un niveau intermédiaire 0+ est le plus efficace. L'emploi de sources femtoseconde et de trains d'impulsions femtoseconde pour le transfert de population vers des niveaux très liés des états électroniques stables à été exploré en analysant, dans une approche dépendant du temps, la dynamique de l'excitation depuis le régime champ faible jusqu'au régime champ fort. La Méthode de Représentation de l'Hamiltonien sur une Grille de Fourier à pas ajusté a été étendue avec succès à l'étude de la dynamique des transitions entre niveaux liés et états de diffusion.


  • Résumé

    The main goal of this thesis is to explore theoretically, on the example of the RbCs molecule, the formation, by optical means, of heteronuclear dialkali molecules in the lowest vibrational level of the ground electronic state, starting from ultracold atom pairs. The bound spectrum and the continuum close to threshold of the ground and lowest triplet electronic states are analyzed together with the levels 0+, 0- and 1 below the Rb(5s)Cs(6p 1/2) limit. A 'universal' description of the profiles of shape resonances, valid for any diatomic molecule, points out the crucial role of the s-wave scattering length. Calculations of Franck-Condon factors (FCF) relevant to photoassociation (PA) and spontaneous radiative decay (RS) are presented, showing, in agreement with experiment, that the v=37 level of the triplet electronic state is most favorably populated after PA followed by RS. The so-called 'resonant' coupling is examined in great detail, underlying its crucial influence on PA and RS. Radiative lifetimes are systematically calculated. The FCF associated with optical two-color population transfer from the triplet v=37 level toward the absolute ground level are also calculated, showing that the path through levels of 0+ symmetry is the most efficient. The possibilities offered by femtosecond sources for the population transfer toward deeply bound levels are explored and the dynamics is analyzed, from the low field up to the high field regime. Trains of femtosecond pulses are considered. The Mapped Fourier Grid Hamiltonian method, cornerstone of this study, proves its efficiency to accurately analyze the dynamics of transition processes between bound and scattering levels.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XII-288 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 281-288

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)263
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