Quelques exemples de traitement de dynamique inélastique et réactive dans le domaine des collisions froides et ultra froides

Thierry Stoecklin

Institut des Sciences Moléculaires, UMR5255-CNRS, 351 cours de la Libération 33405 Talence Cedex

Les récent progrès expérimentaux ont rendu possible le refroidissement de molécules en phase gazeuse très en dessous de 1 K et leur piégeage dans des états bien définis. Des températures translationnelles de l  ordre du micro kelvin sont couramment atteintes pour des molécules dans des pièges optiques. Ces progrès ont permis la récente obtention des premiers condensats de Bose Einstein d'atomes froids puis plus récemment de molécules diatomiques. Le domaine de température concerné qui s'étend du micro K à quelques K est par essence quantique et la dynamique collisionnelle au lieu d  être gouvernée par des processus thermique est contrôlée par des phénomènes considérés à plus haute énergie comme exotiques comme le sont le régime de Wigner, les résonances sous toutes leurs formes possibles (forme, Feshbach ou énergie nulle) ainsi que par l'effet tunnel. La méthode de refroidissement cinétique la plus couramment utilisée dite de « Buffer gaz cooling » consiste à provoquer des collisions élastiques avec un gaz rare froid et a suscité de nombreuses études théoriques de dynamqiue inélastique. Elle est d'autre part le plus souvent couplée avec des techniques de confinement comme le piégeage magnétique pour les molécules paramagnétiques. Afin de rester piégées, les molécules froides doivent conserver l'orientation de leur moment magnétique par collisions avec les autres molécules piégées ainsi qu'avec le gaz utilisé pour effectuer le refroidissement. C'est pourquoi la relaxation Zeeman est aussi l'objet de nombreuses études. Quelques exemples de tels effets [1,2,3] seront présentés, leurs prévisibilités et leurs contrôles par l'application de combinaisons de champ magnétiques et électriques[4] seront aussi discutés. L'utilisation de potentiels optiques permet d'étendre au cas des collisions réactives les méthodes utilisées pour effectuer le traitement quantique indépendant du temps des collisions inélastiques. Quelques exemples d'application de cette méthode à des calculs de dynamique réactive [5,6] pour des systèmes d'intérêt astrochimique seront aussi présentés.


1. T. Stoecklin and A. Voronin, Eur. Phys. J. D. (2008) 46: 259
2. G. Guillon, T. Stoecklin and A. Voronin, Phys. Rev. A. (2008) 77: 042718
3. G. Guillon, T. Stoecklin and A. Voronin, Phys. Scr. (2009) 80: 048118
4. T. Stoecklin, Phys. Rev. A. (2009) 80: 012710
5. T. Stoecklin, Phys. Chem. Chem. Phys. (2008) 10: 5045