Innovation et optimisation d'une methode de polarimetrie pompe-sonde avec des faisceaux laser impulsionnels en vue d'une mesure precise de violation de la parite dans l'atome de cesium

Innovation and optimization of a method of pump-probe polarimetry with pulsed laser beams in view of a precise measurement of parity violation in atomic caesium

• Auteur / Autrice : DOMINIQUE CHAUVAT
• Direction : Marie-Anne Bouchiat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Alors que toutes les experiences de violation de la parite (pv) dans les transitions atomiques tres interdites utilisent jusqu'ici la detection par fluorescence, notre experience est de type pompe-sonde avec detection du signal pv directement sur un faisceau sonde transmis. Un faisceau laser impulsionnel de polarisation lineaire ,#1 excite les atomes de cesium sur la transition 6s-7s dans un champ electrique colineaire e k#e#x. Le faisceau sonde (k#p#r k#e#x) de polarisation lineaire ,#2 accorde sur la transition 7s-6p#3#/#2 est amplifie. La petite (10#-#6) asymetrie dans le gain qui depend du sens du triedre (e, ,#1, ,#2) est la manifestation de l'effet pv. On la mesure par une apparente rotation de la polarisation sonde, impaire en e, dans un polarimetre utilise en mode equilibre. La mise en oeuvre de nouveaux criteres de selection nous permet de discriminer le vrai signal pv de fausses rotations dues a des interferences electromagnetiques, aux effets geometriques, aux imperfections des polarisations pompe et sonde, ou a la presence de champs electriques ou magnetiques transverses. Ces criteres de selection exploitent la symetrie du signal pv - dichroisme lineaire - et la symetrie de revolution de l'experience. Ceci permet non seulement de rejeter de faux signaux mais aussi d'identifier les mecanismes en jeu, la nature des defauts et de determiner leur grandeur. Le rapport signal-sur-bruit actuel permet d'entreprendre des mesures pv a la precision statistique de 10%. Une mesure a 1% necessite des ameliorations. Nous avons demontre deux voies possibles. La premiere exploite l'amplification de l'asymetrie a fort gain, l'un des atouts majeurs de notre methode de detection basee sur l'emission stimulee. La seconde combine l'augmentation de l'intensite sonde incidente et l'usage d'une lame dichroique amplifiant de petites rotations de polarisation.