Décélération Zeeman-Stern Gerlach d`un jet supersonique

Université Paris Sud 11 École doctorale Ondes et Matière
Thèse
présentée pour obtenir le grade de DOCTEUR en Sciences
de l’Université Paris-Sud XI
Discipline : Physique
Décélération Zeeman-Stern Gerlach
d’un jet supersonique de particules
paramagnétiques par une onde de
champ magnétique progressive
Azer TRIMECHE
azer.trimec[email protected]
Soutenue publiquement le 17/12/2013 devant un jury composé de :
Rapporteurs Carlo RIZZO L N C M I T
Francisco PERALES L P L
Examinateurs Michèle LEDUC L K B
Danielle DOWEK I S M O
Pierre PILLET L A C
Directeur de thèse Jacques ROBERT L A C
Laboratoire Aimé Cotton

Résumé
Ce travail porte sur l’étude et la réalisation d’une nouvelle technique de décéléra-
tion d’un jet supersonique de particules paramagnétiques en utilisant une onde de
champ magnétique progressive co-mobile. Cette technique repose sur une méth-
ode de ralentissement basée sur les forces de type Stern Gerlach agissant sur un
système paramagnétique en mouvement en présence d’un champ magnétique co-
propageant. Cette méthode très innovatrice a l’avantage de pouvoir s’appliquer à
une grande palette d’espèces ouvrant ainsi de nouvelles possibilités d’applications.
On décrit une approche théorique adaptée qui permet de faire un lien direct entre
la théorie, la programmation des paramètres expérimentaux, les résultats obtenus
et ce d’une manière systématique, rationnelle et prédictive. La compréhension et
le contrôle de la dynamique du piégeage à une vitesse donnée, de l’accélération et
de la décélération nécessitent le découplage entre les effets transverses et les effets
longitudinaux de l’onde. Ces derniers sont clairement visibles quand un champ
magnétique uniforme ajouté vient limiter les effets transverses de l’onde de champ
magnétiques progressive. Les perspectives pour ce nouveau décélérateur Zeeman
Stern Gerlach sont grandes. La décélération des molécules paramagnétiques, des
radicaux libres et des neutrons est envisageable.
Mots clés : Décélération Zeeman, effet Stern Gerlach longitudinal, onde de champ
magnétique co-mobile, particules ralenties, molécules froides, atomes froids,
neutrons, guide quadripolaire, jet supersonique, argon métastable, néon mé-
tastable, force décélératrices.
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Zeeman-Stern Gerlach deceleration
of supersonic beams of
paramagnetic particles with
traveling waves of magnetic field