Calcul de haute precision d'energies de transitions dans les atomes exotiques et les lithiumoides : corrections relativistes, corrections radiatives, structure hyperfine et interaction avec le cortege electronique residuel

• Auteur / Autrice : STEPHANE BOUCARD
• Direction : Paul Indelicato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Dans ce memoire, nous presentons des calculs d'energie de transition dans les ions lithiumoides et les atomes exotiques : 1) les nouvelles sources rendent possible la fabrication d'ions lourds fortement charges. Nous nous sommes interesses a l'etude de la structure hyperfine des ions lithiumoides. Cela nous permet d'examiner les problemes relativistes a plusieurs corps et la partie magnetique des corrections d'electrodynamique quantique (qed). Dans les ions lourds, ces dernieres sont de l'ordre de quelques pour-cents par rapport a l'energie totale de la transition hyperfine. Nous avons egalement evalue l'effet de bohr-weisskopf lie a la distribution du moment magnetique dans le noyau. Nous avons calcule puis compare ces differentes contributions en incluant les corrections radiatives (polarisation du vide et self-energie) ainsi que l'influence du continuum negatif. 2) un atome exotique est un atome dans lequel un electron du cortege est remplace par une particule de meme charge. Des experiences recentes ont permis de gagner trois ordres de grandeur en precision et en resolution. Nous avons voulu ameliorer la precision des calculs d'energies de transitions necessaires a la calibration et a l'interpretation dans deux cas : la mesure de parametres de l'interaction forte dans l'hydrogene anti-protonique et la determination de la masse du pion grace a l'azote pionique. Nos calculs prennent en compte la structure hyperfine et le volume de la distribution de charge de la particule. Nous avons ameliore le calcul de la polarisation du vide qui ne peut plus etre traitee au premier ordre de la theorie des perturbations dans le cas des atomes exotiques. Pour les atomes anti-protoniques, nous avons egalement ajoute la correction du g-2. Elle provient du caractere composite de l'anti-proton qui de ce fait possede un rapport gyromagnetique g-5. 5856.