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Dissertations / Theses on the topic 'Pièges à ions'
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Marciante, Mathieu. "Dynamique d'ions en pièges radiofréquences." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10040/document.
Full textAbstract:
Les pièges radio-fréquences (rf) permettent de confiner des particules chargées (atomes ou molécules) dans un domaine restreint de l'espace. Alliés aux techniques de refroidissement laser, ils permettent l'étude et le contrôle de la matière au niveau atomique. Dans cette thèse sont présentés différents résultats obtenus au moyen de simulations numériques, utilisant la technique de la dynamique moléculaire. Cette thèse se compose de quatre parties. Une première partie rassemble les connaissances indispensables pour appréhender la dynamique des ions en pièges rf. La deuxième partie présente les résultats d'une étude sur l'influence du couplage coulombien sur le refroidissement laser Doppler d'un ensemble d'ions confinés en quadrupôle linéaire. La troisième partie s'intéresse aux propriétés des structures en anneau d'ions, obtenues à basse température au sein des multipôles linéaires d'ordres supérieurs au quadrupôle. Une dernière partie présente une proposition permettant l'obtention de sites supplémentaires où le champ rf s'annule dans les multipôles linéaires d'ordres supérieurs, offrant la possibilité d'obtenir des structures non soumises au forçage rf<br>Radio-frequency (rf) traps allows one to confine charged particles (atoms or molecules) in a small region of space. These traps, with laser cooling technics, allows one to study and to control matter at the atomic level.In this thesis are shown different results obtained by numerical simulations using molecular dynamics technics. This thesis is formed of four parts. A first part introduce the necessary knowledge to comprehend the ion dynamics in rf traps. The second part present the results from a study on the influence of coulomb coupling on the doppler cooling of trapped ions in a linear quadrupole rf trap. The third part is a study of the properties of ring structures of ions, obtained for low temperatures in linear higher order rf traps. A last part of the thesis is a proposal allowing one to obtain additional rf field-free regions in linear higher order rf traps
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Szymanski, Benjamin. "Piégeage et refroidissement d'ions strontium dans des pièges micro-fabriqués." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077160.
Full textAbstract:
Après une introduction, je présente les principes du piégeage et du refroidissement laser des ions. Je décris ensuite le système expérimental en mettant l'accent sur les outils que j'ai développé lors de ma thèse. La suite du manuscrit porte sur la fabrication et la mise en œuvre de dispositifs de piégeage miniatures réalisés en déposant des électrodes métalliques sur la surface d'un substrat (micro-pièges à ions planaires). Je commence par présenter le calcul des champs électriques nous permettant de dessiner et de contrôler le fonctionnement de ces dispositifs. Ensuite je décris la mise en œuvre d'une première génération de pièges de Paul linéaires surfaciques qui a permis d'obtenir des structures ordonnées bidimensionnelles (cristaux de Coulomb) contenant plus de 150 ions Sr+ froids. Ces cristaux sont des candidats pour la simulation quantique de Hamiltoniens de spin 2D. Je décris ensuite le protocole de réalisation en salle blanche que nous avons développé pour fabriquer des dispositifs dont la miniaturisation est plus poussée (taille caractéristique de quelques dizaines de microns). Nous avons fait fonctionner ces dispositifs à l'état de l'art et ouvert des perspectives sur la compréhension du rôle de l'état des surfaces métalliques dans les processus de couplage entre le mouvement de l'ion et les fluctuations des champs électriques engendrés par les électrodes ("chauffage anormal")<br>After giving an introduction about the context, I show the basics of ions trapping and laser cooling. Afterwards, I describe the experimental setup highlighting the tools I developed and dealt with during my thesis. The other part of the manuscript is about the fabrication and the implementation of miniaturized trapping devices, realized by placing metal electrodes on top of a substrate (planar ion microtrap). I start with a presentation of the electric fields calculation, which allows us to design and control the proper operation of these devices. Then, I describe the implementation of a first generation of linear surface Paul traps, which allows us to obtain two-dimensional organized structures (Coulomb crystals), containing more than 150 Sr+ cooled ions. These crystals are good candidates for quantum simulation of 2D-spin Hamiltonians. Afterwards, I describe the clean room fabrication protocol we developed to create these devices, with a better and improved miniaturisation (with a typical size of a few tens of microns). We made these state-of-the-art devices work. We also open to new perspectives on the comprehension of the involvement of the metal surface state in coupling processes between the ion and the electric field fluctuations, caused by the electrodes (« anomalous heating »)
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Mougeot, Maxime. "Nuclear Collectivity Studied through High Precision Mass Measurements of Neutron-rich Argon and Chromium Isotopes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS455/document.
Full textAbstract:
Le lien étroit existant entre la masse d'un noyau et son énergie de liaison fait de la masse un observable incontournable pour enrichir notre compréhension de l'évolution de la structure nucléaire dans des régions de la carte des noyaux éloignées de la vallée de la stabilité. Dans cette thèse deux régions présentant d'importants changements structurales sont étudiés à travers des mesures de masses de haute précision effectuées à ISOLDE/CERN avec le spectromètre ISOLTRAP. De nombreux résultats de spectroscopie nucléaire indiquent que la chaîne isotopique du chrome présente les changements structurales les plus importants dans toute la région de déformation nucléaire observée au sud du nickel 68. Cette thèse présente les premières mesures de haute précision des isotopes 58-63Cr grâce à des techniques de spectrométrie de masse de pointe faisant appel à l'utilisation d'un piège de Penning ainsi qu'à un spectromètre en temps de vol de type MRToF-MS. Les mesures ainsi obtenues sont jusqu'à 300 fois plus précises que celles disponibles dans la littérature actuelle. Au contraire des résultats précédents, ces nouvelles mesures suggèrent une évolution progressive de l'état fondamental des chromes vers la déformation aux abords de N=40. La question de la persistance de la fermeture de couche à N=28 dans la chaine de l'argon est aussi abordée dans le cadre de cette thèse de doctorat à travers la mesure des isotopes 46-48 de l'argon. Les résultats d'une précision améliorée confirment la présence d'une forte fermeture de couche à N=28 dans l'argon. Pour chaque jeu de données la procédure d'analyse est détaillée. L'implication pour la physique nucléaire des résultats expérimentaux obtenus sont discutés de manière phénoménologique ainsi qu'à travers des modèles représentant l'état de l'art de la recherche en physique nucléaire théorique<br>Due to their inherent relationship with the binding energy, nuclear masses are the fingerprint of all the interactions taking place within the nucleus. As such, precise and accurate mass values are an essential ingredient to the comprehensive understanding of nuclear phenomena in exotic regions of the chart of nuclides. In this thesis, two key regions exhibiting dramatic structural evolution are investigated by means of high precision mass measurements performed with the online mass spectrometer ISOLTRAP at ISOLDE/CERN. Numerous spectroscopy results indicate that the chromium isotopic chain exhibits the most dramatic structural changes within the region situated south of 68Ni. This thesis reports on the first high-precision mass measurements of the neutron-rich 58-63Cr isotopes using the well established Penning trap mass spectrometry technique as well as the MRToF-MS technique pioneered at ISOLTRAP in recent years. The obtained mass values are up to 300 times more precise than the ones currently available in the literature. At odds with previous results, the new mass values exclude a sudden onset of ground-state collectivity rather favouring a smooth transition towards deformation approaching N=40. The question of the persistence of the N=28 shell closure in the Argon chain is also studied in this PhD work through the measurement of the neutron-rich 46-48Ar isotopes. The results of improved precision confirm the presence of a strong N=28 shell closure in the Argon chain. For both datasets, the detailed data analysis procedure will be presented. The implication of the obtained mass values for nuclear structure will be discussed through a phenomenological discussion of the binding energy trend. The results will also be discussed in the light of state of the art nuclear models including results from the promising valence-space formulation of the ab-initio IM-SRG formalism
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Marciante, Mathieu. "Dynamique d'ions en pièges radio-fréquences." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00641606.
Full textAbstract:
Les pièges à ions, utilisant des champs électriques radio-fréquences (rf), offrent la possibilité de confiner des ensembles d'ions dans un domaine restreint de l'espace où, au moyen de diverses techniques de refroidissement, leur température peut être réduite jusqu'à quelques dixièmes de millikelvin. Le but du travail présenté dans cette thèse est d'étudier de façon théorique certains aspects de la dynamique des ions piégés et soumis au refroidissement laser Doppler. Dans ce but, un programme numérique utilisant la technique de la dynamique moléculaire et des méthodes de parallélisation a été développé. Dans une première partie, cette thèse introduit les connaissances nécessaires à la compréhension de la dynamique des ions en piège rf et justifie les différents modèles utilisés lors des simulations. Dans une seconde partie, une étude de l'influence de la morphologie des structures d'ions à basse température sur l'efficacité du refroidissement Doppler est présentée, dans le cas particulier des pièges quadrupolaires linéaires. Puis, une étude des propriétés des structures d'ions soumises au refroidissement Doppler dans le cas général des multipôles d'ordres supérieurs est présentée. Le dernier chapitre du manuscrit est une proposition permettant d'obtenir des régions exemptes de champ rf supplémentaires dans les multipôles linéaires d'ordre supérieurs.
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Srinivasan, Srihari. "Theoretical models for ultracold atom-ion collisions in confined geometries." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S036/document.
Full textAbstract:
Les systèmes composés d'atomes et d'ions ultrafroids ont étés un sujet d'intérêt pour les physiciens atomiques et, plus récemment, pour la communauté des ions froids (simulation et calcul quantique avec des ions piégés). Ils sont considéré la possibilité d'utiliser un gaz d'atomes ultrafroids pour refroidir sympathiquement les ions car la modulation intrinsèque du mouvement, le micromouvement, représente une source de décohérence dans les applications des ions froids. L'intérêt envers ce système mixte est aussi motivé par l'étude de la physique d'impuretés et par une meilleure compréhension des réactions entre espèces ioniques et neutre ayant pour but la création d'ions moléculaires. Cette thèse a pour objectif d'étudier les effets du micromouvement dans les collisions atome-ion. Nous traitons au préalable les collisions à 1D d'une particule dans un piège harmonique (un ion) et d'un particule libre (une atome) en utilisant différentes approches numériques. Ce système est intéressant en soi en raison de la dimensionnalité mixte 0D-1D. Le potentiel atome-ion est modélisé par une interaction à portée nulle tout au cours de ce travail. Par la suite, nous traitons un problème similaire mais dans le cas d'une particule dans un piège harmonique décrivant un piège de Paul. Enfin, nous généralisons l'étude du micromouvement à un système modèle 3D avec un ion dans un piège de Paul sphérique 3D et un atome lourd au centre du piège. Nous discutons de l'influence du micromouvement en vue d'applications potentielles de ce système telle que la porte logique de phase<br>Ultracold atom-ion systems have been a topic of interest for atomic physicists studying chemical reactions and since recently, the cold ion community (ion trap quantum computation and simulation). They have been looking at the possibility of using an ultracold atom gas to sympathetically cool ions since intrinsic motional modulation i.e micromotion is an inherent cause of decoherence in coherent applications of cold ions. Interest is also piqued by the possibility of using this hybrid system for studying impurity physics and to better understand ion-neutral reactions aimed at creation of molecular ions. In this thesis, we aim to study the effect of ion micromotion in atom-ion collision. As a prelude, we treat the 1D collision of a particle in a harmonic trap (ion) and a free particle (atom) using different numerical schemes. This system is of interest in its own right due to the mixed 0D-1D dimensionality. Atom-ion potential is simplified to a zero range potential all through out the work. Next we deal with a similar problem but with the trapped particle in a time dependent harmonic trap identical to an ion Paul trap. Finally we extend the study of micromotion to a model system in 3D with an ion in a 3D spherical Paul trap and a heavy atom at the trap centre. We discuss the effect micromotion has on potential applications of such a system, like a quantum phase gate
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Dubessy, Romain. "Réalisation, étude et exploitation d'ensembles d'ions refroidis par laser stockés dans des pièges micro-fabriqués pour l'information quantique." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609884.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le domaine général de l'information quantique, qui cherche à tirer parti des lois de la mécanique quantique pour proposer des protocoles de traitement de l'information originaux. Ce travail se focalise sur l'un des systèmes les plus prometteurs en terme d'information quantique : les ions uniques confinés dans des pièges radio-fréquence et refroidis par laser. Une étude théorique a permis de proposer un protocole original d'échange d'état intriqués sur de longues distances, utilisant des ions piégés. L'étude de la miniaturisation des dispositifs de piégeage, permettant d'envisager la construction de futurs ordinateurs quantiques, passe par la compréhension de l'effet des défauts des électrodes sur un ion piégé : cette thèse propose un modèle analytique original permettant de calculer la loi d'échelle de l'effet des bruits électriques avec la taille du piège. Ce modèle servira à optimiser le protocole de fabrication de pièges miniatures, dont les premiers échantillons ont été réalisés et sont en cours de test sur un dispositif expérimental dédié (enceinte à vide, électronique de contrôle et sources laser de refroidissement). Les premiers résultats prometteurs ont permis de démontrer le piégeage et le refroidissement d'ion uniques de Strontium refroidis par laser, dans un piège de Paul linéaire macroscopique.
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Blieck, Jérémy. "Couplage entre un piège magnéto-optique et un spectromètre d'impulsion d'ions de recul : application aux collisions ions-atomes." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2052.
Full textAbstract:
Des atomes 87Rb ont été refroidis et piégés pour servir de cibles lors d'études de collisions avec des projectiles Na+ à 2 et 5 keV. La physique étudiée concerne le processus d'échange de charge. L'électron actif, qui est généralement l'électron le plus périphérique de l'atome cible, transite depuis la cible vers le projectile ionique. La cible ionisée s'appelle ion de recul. La technique utilisée pour appréhender cette physique est la technique MOTRIMS, qui associe un piège magnéto – optique et un spectromètre d'impulsion d'ions de recul. Le spectromètre sert à mesurer l'impulsion des ions de recul qui contient toute l'information de la collision : le Q de réaction (qui est la différence d'énergie potentielle de l'électron actif sur chacun de ses hôtes) et l'angle de diffusion du projectile. Le piège fournit des cibles extrêmement froides afin d'optimiser la mesure de l'impulsion et d'affranchir cette dernière de l'agitation thermique. Au travers d'expériences cinématiquement complètes, la technique MOTRIMS donne accès à de meilleures résolutions sur les mesures d'impulsion. Des mesures de sections efficaces différentielles en états initiaux et finaux de capture et en angle de diffusion ont été réalisées. Les résultats obtenus pour les sections efficaces différentielles en états initiaux et finaux sont globalement en accord avec la théorie et une autre expérience. Néanmoins, des désaccords avec la théorie et cette autre expérience apparaissent pour les mesures de sections efficaces doublement différentielles. Ces désaccords ne sont pas encore compris. La particularité du dispositif expérimental conçu et testé au cours de ce travail, à savoir un faible bruit de fond, permet une grande sensibilité aux canaux de capture faiblement empruntés et apporte ainsi une plus-value technique et scientifique par rapport aux travaux antérieurs<br>87Rb atoms have been cooled, trapped and prepared as targets for collision studies with 2 and 5 keV Na+ projectiles. The physics studied deals with charge exchange processes. The active electron, which is generally the most peripheral electron of the atomic target, is transferred from the target onto the ionic projectile. The ionized target is called recoil ion. The technique used to study this physics is the MOTRIMS technique, which combines a magneto optical trap and a recoil ion momentum spectrometer. The spectrometer is used for the measurement of the recoil ions momentum, which gives access to all the information of the collision: the Q-value (which is the potential energy difference of the active electron on each particle) and the scattering angle of the projectile. The trap provides extremely cold targets to optimize the measurement of the momentum, and to release the latter from thermal motion. Through cinematically complete experiments, the MOTRIMS technique gives access to better resolutions on momentum measurements. Measurements of differential cross sections in initial and final capture states and in scattering angle have been done. Results obtained for differential cross sections in initial and final states show globally a good agreement with theory and an other experiment. Nevertheless, discrepancies with theory and this other experiment are shown for the measurements of doubly differential cross sections. These discrepancies are not understood yet. The particularity of the experimental setup designed and tested in this work, namely a low background noise, allows a great sensitivity to weak capture channels, and brings a technical and scientific gain compared with previous works
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Bardelang, David. "Développement de pièges à radicaux libres dérivés de β-cyclodextrines pour l'étude in vitro et in vivo des situations de stress oxydatif". Aix-Marseille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX11025.
Full textAbstract:
L'influence de β-cyclodextrines (β-CDs) sur la détection du radical anion superoxyde (O2. -̃) responsable de pathologies liées au stress oxydatif a été étudiée par la technique du piégeage de SPIN couplé à la RPE. Des nitrones de type PBN et EMPO ont été préparées. Les adduits superoxyde sont complexés par la DM-β-CD et la RM-β-CD et montrent des constantes d'association supérieures à celles des équilibres nitrone-CD. Les adduits les plus stables donnent les nitroxydes résistant le mieux à la bioréduction. Un nitroxyde de type TIPNO-TM-β-CD a ensuite été préparé (236CDTIPNO) et s'auto-associe dans l'eau entre formes faiblement et fortement complexées avec une barrière de 30 kJ. Mol-1. La PBN a ensuite été liée de façon covalente à la TM-β-CD (236CDPBN) et la DM-β-CD (26CDPBN), et la DEPMPO liée à la TM-β-CD (236CDDEP). L'auto-inclusion des nitrones dans l'eau, le piégeage radicalaire et la résistance à la bioréduction des adduits du superoxyde ont été évalués.
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Flayol, Mathieu. "Développement et caractérisation du double piège de Penning PIPERADE et mesures de masses d'isotopes riches en neutrons proches de N=40." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0286.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est le développement et la caractérisation du double piège de Penning PIPERADE (PIèges de PEnning pour les RAdionucléides à DESIR) au LP2i Bordeaux, ainsi que la réalisation de mesures de masses dans la région de N=40 à l’Université de Jyväskylä,en Finlande. La spectrométrie de masse à l’aide de pièges de Penning permet de mesurer les masses des noyaux atomiques avec une très grande précision. Les énergies de liaison nucléaire, déduites de ces masses atomiques, sont essentielles pour étudier la structure des noyaux exotiques et pour contraindre les modèles de physique nucléaire. PIPERADE est dédié aux mesures de masse de précision et à la sélection d’ions exotiques d’intérêt pour l’installation de recherche DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage d’Ions Radioactifs) du laboratoire GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds). Ce travail présente la mise en œuvre des différentes techniques de purification et de mesure de masse ainsi que l’installation d’un nouveau détecteur sensible en position basé sur des galettes à microcanaux et avec trois couches de lignes à retard. La première technique étudiée est la purification par refroidissement avec gaz tampon ("Buffer Gas Cooling", BGC), suivie de la méthode "Time-Of-Flight Ion Cyclotron Resonance" (ToF-ICR), appliquée pour la première fois avec PIPERADE en novembre 2021. L’optimisation de ces deux techniques a ensuite été poursuivie parallèlement à la mise en place d’une nouvelle méthode, la "Phase-Imaging Ion Cyclotron Resonance" (PI-ICR).Cette méthode a été appliquée avec succès pour la première fois sur PIPERADE en septembre 2023, suivie d’une optimisation continue des trois techniques. Ce travail présente également les premières mesures de masse utilisant les techniques ToF-ICR et PI-ICR sur PIPERADE. Dans la seconde partie de cette thèse, des mesures de masses de noyaux riches en neutrons ont été effectuées avec le piège de Penning JYFLTRAP, sur l’installation IGISOL. Les masses des états fondamentaux et isomériques des isotopes du cobalt 68Co à 70Co, ont été mesurées,soit pour la première fois pour les états isomériques des 68Co et 70Co, soit avec une précision grandement améliorée pour les autres. La masse de l’état fondamental du 79Ge ainsi que celle du 73Ni ont également été mesurées. L’analyse des résultats a permis de comparer les nouvelles valeurs de masses aux prédictions des modèles théoriques tels que le Large Scale Shell Model(LSSM) et le Discrete Nonorthogonal Shell Model (DNO-SM). Ces résultats ont un impact direct sur la compréhension du gap N=40 et de la région de l’îlot d’inversion<br>The objective of this thesis focuses on the development and characterization of the PIPERADE double Penning trap (PIèges de PEnning pour les RAdionucléides à DESIR) at LP2i Bordeaux, as well as on mass measurements in the N=40 region conducted at the University of Jyväskylä, Finland. Mass spectrometry with Penning traps allows for the precise measurement of atomic nuclei masses. Nuclear binding energies, derived from atomic masses, are crucial for studying the structure of exotic nuclei and constraining nuclear physics models. PIPERADE is dedicated to precision mass measurements and the selection of exotic ions of interest within the DESIR (Désintégration, Excitation et Stockage d’Ions Radioactifs) research facility at GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds). This work presents the implementation of various purification and mass measurement techniques as well as the implementation of a new position-sensitive detector using microchannel plates and with three-layerdelay-lines. The first technique explored is purification by Buffer Gas Cooling (BGC), followed by the "Time-of-Flight Ion Cyclotron Resonance" (ToF-ICR), applied for the first time with PIPERADE in November 2021. The optimization of these two techniques was subsequently pursued in parallel with the implementation of a new method, the "Phase-Imaging Ion CyclotronResonance" (PI-ICR). This method was successfully applied for the first time on PIPERADE in September 2023. This work also presents the first mass measurements using the ToF-ICR andPI-ICR techniques on PIPERADE. In the second part of the thesis, mass measurements of neutron-rich nuclei were performed using the JYFLTRAP Penning trap, at the IGISOL facility. The masses of both ground and isomeric states of the isotopes of cobalt 68Co to 70Co, were measured, either for the first time for the isomeric states of 68Co and 70Co or with greatly improved precision for the others. The masses of the ground states of 79Ge and 73Ni were also measured. The analysis of the results allowed for comparison with theoretical models such as the Large Scale Shell Model (LSSM)and the Discrete Nonorthogonal Shell Model (DNO-SM). The results have a direct impact on understanding the N=40 gap and the region of the island of inversion
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Blieck, J. "Couplage entre un piège magnéto-optique et un spectromètre d'impulsion d'ions de recul ; applications aux collisions ions-atomes." Phd thesis, Université de Caen, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339513.
Full textAbstract:
Des atomes 87Rb ont été refroidis et piégés pour servir de cibles lors d'études de collisions avec des projectiles Na+ à 2 et 5 keV. La physique étudiée concerne le processus d'échange de charge. L'électron actif, qui est généralement l'électron le plus périphérique de l'atome cible, transite depuis la cible vers le projectile ionique. La cible ionisée s'appelle ion de recul. La technique utilisée pour appréhender cette physique est la technique MOTRIMS, qui associe un piège magnéto – optique et un spectromètre d'impulsion d'ions de recul. Le spectromètre sert à mesurer l'impulsion des ions de recul qui contient toute l'information de la collision : le Q de réaction (qui est la différence d'énergie potentielle de l'électron actif sur chacun de ses hôtes) et l'angle de diffusion du projectile. Le piège fournit des cibles extrêmement froides afin d'optimiser la mesure de l'impulsion et d'affranchir cette dernière de l'agitation thermique. Au travers d'expériences cinématiquement complètes, la technique MOTRIMS donne accès à de meilleures résolutions sur les mesures d'impulsion. Des mesures de sections efficaces différentielles en états initiaux et finaux de capture et en angle de diffusion ont été réalisées. Les résultats obtenus pour les sections efficaces différentielles en états initiaux et finaux sont globalement en accord avec la théorie et une autre expérience. Néanmoins, des désaccords avec la théorie et cette autre expérience apparaissent pour les mesures de sections efficaces doublement différentielles. Ces désaccords ne sont pas encore compris. La particularité du dispositif expérimental conçu et testé au cours de ce travail, à savoir un faible bruit de fond, permet une grande sensibilité aux canaux de capture faiblement empruntés et apporte ainsi une plus-value technique et scientifique par rapport aux travaux antérieurs.
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Dubessy, Romain. "Réalisation, étude et exploitation d'ensembles d'ions refroidis par laser stockés dans des pièges micro-fabriqués pour l'information quantique." Phd thesis, Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077249.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le domaine général de l'information quantique, qui cherche à tirer parti des lois de la mécanique quantique pour proposer des protocoles de traitement de l'information originaux. Ce travail se focalise sur l'un des systèmes les plus prometteurs en terme d'information quantique : les ions uniques confinés dans des pièges radio-fréquence et refroidis par laser. Une étude théorique a permis de proposer un protocole original d'échange d'états intriqués sur de longues distances, utilisant des ions piégés. L'étude de la miniaturisation des dispositifs de piégeage, permettant d'envisager la construction de futurs ordinateurs quantiques, passe par la compréhension de l'effet des défauts des électrodes sur un ion piégé : cette thèse propose un modèle analytique original permettant de calculer la loi d'échelle de l'effet des bruits électriques avec la taille du piège. Ce modèle servira à optimiser le protocole de fabrication de pièges miniatures, dont les premiers échantillons ont été réalisés et sont en cours de test sur un dispositif expérimental dédié (enceinte à vide, électronique de contrôle et sources laser de refroidissement). Les premiers résultats prometteurs ont permis de démontrer le piégeage et le refroidissement d'ion uniques de Strontium refroidis par laser, dans un piège de Paul linéaire macroscopique<br>This PHD work aims at developing a micro-fabricated ion trap for quantum information and computation purposes. Laser cooled trapped ions are indeed among the most promising Systems to study and develop quantum information protocols: they have long coherence time and their quantum state may be entirely controlled. However ion trapping experiments are not easily scalable and trap miniaturization is an experimental challenge. This work contains a introduction to quantum information experiments with trapped ions and study the original case of quantum repeaters based on single trapped ions. In a second part, trap miniaturization is discussed emphasizing the optimization of the trap geometry. An analytical model is introduced to take into account surface charge induced fluctuating electric field in the planar ion trap geometry. The scaling of these fluctuations with the ion to electrode surface distance is discussed, as we as a possible optimization protocol based on atomic force microscopy measurements. Finally the experimental developments and results are presented, including clean room trap micro-fabrication optimization, single ion trapping and cooling in a linear Paul trap and preliminary heating rates measurements
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Guénaut, Céline. "Optimized ion trapping of exotic nuclides for mass measurements in the N=40 (magic?) region." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112073.
Full textAbstract:
Les nombres magiques ou fermetures de couche sont une des caractéristiques importantes de la structure nucléaire, mais qui sont modifiés loin de la vallée de stabilité. La détermination de l'énergie de liaison, via des mesures de masse sur les noyaux exotiques, représente un des plus grands challenge dans l'étude de la structure nucléaire à cause de la précision importante qui est nécessaire, et du faible taux de production, ainsi que les courtes durées de vie. Afin de résoudre le problème, deux spectromètres de masse ISOLTRAP et MISTRAL peuvent être utilisés, tous les deux situés à ISOLDE/CERN (Genève). MISTRAL est un spectromètre de masse à transmission pour les noyaux de courtes durées de vie, et ISOLTRAP est un spectromètre de masse basé sur l'utilisation de pièges de Penning, qui effectue des mesures de masses de haute précision. Cette thèse décrit les techniques pour repousser les limites de ces deux instruments complémentaires: un système de refroidissement de faisceau pour améliorer la sensibilité de MISTRAL et une procédure d'optimisation pour améliorer la définition des champs de piégeage d'ISOLTRAP. Des mesures très précises ont été effectuées avec ISOLTRAP afin d'augmenter le nombre de noyaux très bien connus dans la table de masse, et afin d'examiner le cas de deux nouveauxnombres magiques N = 32 et N = 40. Les résultats montrent un surplus d'énergie de liaison pour le 56Cr32 dû à la présence d'une probable déformation. Pour le 68Ni40, il n'y a pas d'effet de liaison supplémentaire bien qu'un faible effet apparaisse, peut-être dû à une compétition avec la demi-couche à N = 39<br>Magic numbers or shell closures, are an important feature of nuclear structure, but now found to be modified far from stability. Determination of the nuclear binding energy via mass measurements of exotic nuclides represents one of the greatest challenges in the study of nuclear structure due to the high precision required and the low production rates and short half-lives. To solve the problem, the complementary spectrometers MISTRALand ISOLTRAP may be used, both located at ISOLDE/CERN (Geneva). MISTRAL is a transmission mass spectrometer for very short-lived nuclides, and ISOLTRAP a Penningtrap mass spectrometer providing exceptional precision. This thesis describes improvements in the limitations of these complementary instruments: a beam cooler to increase the sensitivity of MISTRAL and an optimization procedure to improve the definition ofthe ISOLTRAP trapping fields. High-precision mass measurements were performed at ISOLTRAP to extend the backbone of well-known nuclides in the mass table, and to finely examine the case for new magic numbers N = 32 and 40. The results illustrate a subtle effect of extra binding energy for 56Cr32 in the presence of a probable deformation. Practically no additional binding is found for 68Ni40 though a small effect is visible, perhaps in conjunction with a competitive mid-shell effect at N = 39
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BACHELET, Cyril. "Mesure de masse de noyaux à halo et refroidissement de faisceaux avec l'expérience MISTRAL." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008223.
Full textAbstract:
Les noyaux à halo sont une caractéristique spectaculaire et inattendue des abords de la drip-line et leur description amène les théories de la physique nucléaire à leurs limites. Le paramètre d'entrée le plus critique est l'énergie de liaison nucléaire ; une quantité qui nécessite des mesures très précises, puisque l'énergie de séparation de deux neutrons est faible à la "drip-line". De plus, de tels noyaux ont typiquement une courte durée de vie. Pour faire de telles mesures, un instrument de haute précision utilisant une méthode rapide de mesure est nécessaire. MISTRAL est un tel instrument ; c'est un spectromètre de masse à transmission situé à ISOLDE/CERN. En juillet 2003 nous avons mesuré la masse du 11Li qui est un noyau à halo à deux neutrons. La mesure effectuée améliore la précision d'un facteur 6, avec une barre d'erreur de 5 keV. De plus la mesure donne une énergie de séparation de deux neutrons 20% supérieure à la valeur précédente. Cette mesure a un impact sur le rayon du noyau ainsi que sur l'état des deux neutrons de valence. Dans le même temps, une mesure du 11Be a été effectuée avec une barre d'erreur de 4 keV en excellent accord avec les précédentes mesures. Dans le but de poursuivre le programme de mesure de MISTRAL, par la mesure de la masse du 14Be, un système de refroidissement de faisceau d'ions est actuellement en développement pour accroître la sensibilité du spectromètre. Une partie de ce travail est consacrée au développement de ce refroidisseur, constitué d'un piège de Paul rempli par un gaz tampon.
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Guénaut, C. "Un piégeage d'ions optimal pour la mesure de masse denoyaux exotiques dans la région (magique ?) de N=40." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011595.
Full textAbstract:
Les nombres magiques ou fermetures de couche sont une des caractéristiques importantes de la structure nucléaire, mais qui sont modifiés loin de la vallée de stabilité. La détermination de l'énergie de liaison, via des mesures de masse sur les noyaux exotiques, représente un des plus grands challenge dans l'étude de la structure nucléaire à cause de la précision importante qui est nécessaire, et du faible taux de production, ainsi que les courtes durées de vie. Afin de résoudre le problème, deux spectromètres de masse ISOLTRAP et MISTRAL peuvent être utilisés, tous les deux situés à ISOLDE/CERN (Genève). MISTRAL est un spectromètre de masse à transmission pour les noyaux de courtes durées de vie, et ISOLTRAP est un spectromètre de masse basé sur l'utilisation de pièges de Penning, qui effectue des mesures de masses de haute précision. Cette thèse décrit les techniques pour repousser les limites de ces deux instruments complémentaires: un système de refroidissement de faisceau pour améliorer la sensibilité de MISTRAL et une procédure d'optimisation pour améliorer la définition des champs de piégeage d'ISOLTRAP. Des mesures très précises ont été effectuées avec ISOLTRAP afin d'augmenter le nombre de noyaux très bien connus dans la table de masse, et afin d'examiner le cas de deux nouveaux nombres magiques N = 32 et N = 40. Les résultats montrent un surplus d'énergie de liaison pour le 56Cr32 dû à la présence d'une probable déformation. Un faible effet<br />apparait pour le 68Ni40, peut-être dû à une compétition avec la demi-couche à N = 39, la présence d'une fermeture de couche à N = 40 est exclue par nos résultats.
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Zahzam, Nassim. "COLLISIONS ET INTERACTIONS FROIDES :- Collisions froides dans des pièges d'atomes et de molécules- Dynamique de l'interaction dipôle-dipôle dans un gaz de Rydberg froid." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011696.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans la thématique des collisions et des interactions impliquant des atomes et des molécules ultrafroids de césium. Ces travaux ont un lien étroit avec les différents domaines que sont la condensation de Bose-Einstein atomique et moléculaire, les atomes de Rydberg, les plasmas froids et l'information quantique.<br />Trois expériences sont décrites dans cette thèse. Dans la première, la caractérisation du régime de collisions élastiques dans un piège hybride optique et magnétique a été menée. Cette étude est d'une grande importance pour évaluer, dans un tel piège, les possibilités d'atteindre la phase quantique de condensation de Bose-Einstein pour l'atome de césium. Dans la deuxième expérience, un dispositif de piégeage dipolaire de molécules de césium, réalisé à l'aide d'un laser CO2, a permis d'obtenir un échantillon dense et froid de molécules, créées par photoassociation d'atomes froids. Le confinement d'atomes et de molécules a été mis en évidence et des études quantitatives de collisions froides inélastiques molécule-atome ont pu être réalisées. Une mesure de ce taux de collisions est donnée dans le manuscrit. Nous abordons, dans la troisième expérience, l'étude détaillée des phénomènes d'interactions à longue distance dipôle-dipôle qui règnent au sein d'un gaz d'atomes de Rydberg froids. Ces interactions ont été mises en évidence et caractérisées à l'aide d'une méthode originale de spectroscopie optique de haute résolution.
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Ducatteau, Damien. "Caractérisation non linéaire et analyse de transistors à effet de champ pour applications hyperfréquences dans le domaine temporel." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10043/document.
Full textAbstract:
De nos jours, les systèmes de télécommunications deviennent de plus en plus complexes et sophistiqués. Les perfonnances électriques des transistors hyperfréquences qui les constituent, doivent être améliorées en terme de fréquence, de puissance, de rendement et de linéarité. Dans le cas des transistors de puissance la caractérisation non linéaire est une étape indispensable afin de mieux comprendre et appréhender les effets limitatifs et d'optimiser leur conception. Dans ce cadre, l'objectif de cette thèse a été de mettre en œuvre un analyseur de réseaux non linéaire, de valider les mesures provenant de cet équipement et de développer des outils de mesures et d'analyse dans le domaine temporel afin de mieux appréhender les effets limitatifs des transistors à effet de champ aux fréquences micro-ondes. Dans un premier temps, nous avons montré l'importance de la caractérisation non linéaire hyperfréquence lors de la conception de circuits actifs. Nous avons effectué ensuite une étude bibliographique des principaux systèmes de caractérisation non linéaires existants et qui ont été précurseurs dans ce domaine. Dans le deuxième chapitre, nous avons décrit le principe de fonctionnement de l'analyseur de réseaux vectoriel non linéaire et sa mise en œuvre. Ensuite, afin d'évaluer les perfonnances de cet équipement, nous avons comparé les mesures provenant de ce dernier à celles effectuées par d'autres laboratoires de recherche sur un même composant de référence. Le troisième chapitre décrit le fonctionnement de l'analyseur de réseaux non linéaire à charge active développé au laboratoire. Une étude de l'incertitude de mesure en fonction de la charge sera présentée. Enfin, afin de valider expérimentalement notre banc, nous avons confronté les mesures effectuées avec ce dernier à des résultats de simulations électriques sur un composant de référence. La suite de ce travail a été consacrée à l'étude expérimentale dans le domaine temporel aux fréquences micro-ondes des effets limitatifs de l'ionisation par impact dans les transistors à effet de champ à hétérojonction de la filière GaAs. Nous avons présenté la technique et les résultats expérimentaux des mesures en régime grand signal effectuées avec le LSNA. Un modèle électrique non linéaire permettant de rendre compte des effets de l'ionisation a été décrit et discuté. La dernière partie est consacrée à une étude expérimentale de passivation et de prétraitement de surface effectuée sur des transistors HEMT à hétérostructure Al0.81In0.19/GaN. Nous avons montré l'avantage d'utiliser l'analyseur de réseaux non linéaire à charge active pour regarder l'influence de la passivation et du prétraitement de surface sur les perfonnances en puissance. Ensuite, nous avons discuté sur la localisation des pièges et de leur dynamique<br>The goal of this PhD work has been to implement a non linear network analyzer (LSNA), to validate measurements, to develop measurements and analysis tools in time domain in order to understand limiting effects on field effect transistors at microwave frequencies. First, we show the importance of the non linear characterization for the design of active circuits. Second, we de scribe the Large Signal Network Analyzer setup and its implementation. After that, in order to evaluate the performance of this equipment, we have compared measurements provided by equipment and by those coming from other laboratories on the same reference device. ln the next part, we describe the setup of an active load pull large signal network analyzer developed in our laboratory. Then, in order to validate our setup, we compare non linear measurements obtained under in load pull conditions with data coming from simulation performed on a reference device. The following of this work is devoted to an experimental study in time domain, using LSNA, on the lirniting effects of impact ionization inside GaAs HEMT devices. We present sorne experimental results and mainly measurements under large signal conditions in time domain. A non linear electrical model allows us to account for the impact ionization effects on the time domain waveforms. The next part is devoted to a specific study of passivation and surface pretreatrnent carried out on A 10. 81InO.19N/GaN HEMT device. We show the advantages to use the active load pull large signal network analyzer for studying the influence of passivation and surface pretreatrnent on the power performance. To fmish, we discuss on the traps localization and dynamic
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Kamsap, Marius Romuald. "Horloge micro-onde à ions : analyse et transport d'un nuage d'ions dans un piège à plusieurs zones." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4781/document.
Full textAbstract:
Cette thèse a été effectuée dans le cadre d'un projet qui vise à explorer les facteurs limitants des performances d'une horloge à ions dans le domaine des fréquences micro-onde. Ce travail repose sur l'observation et la manipulation d'un grand nuage d'ions dans des potentiels de géométries différentes. Le but est l'analyse et le transport d'un grand nuage pouvant dépasser 10^6 ions dans un piège radio-fréquence linéaire à plusieurs zones. Notre groupe à construit un piège à trois zones destiné au piégeage d'ions calcium: deux parties quadrupolaires et une partie octupolaire montées en ligne. Les ions sont créés dans la première partie quadrupolaire et refroidis par laser le long de l'axe du piège. Nous avons d'abord étudié la création d'un grand nuage. La limite actuelle des paramètres du système permet de confiner et détecter des nuages de taille maximale 1,2.10^5 ions. Ensuite, grâce à un protocole de transport rapide et optimisé, ces ions sont transportés dans le deuxième et troisième piège avec une efficacité pouvant atteindre 100%. Les résultats en fonction de la durée de transport montrent une asymétrie entre les deux sens de transport que nous exploitons pour ajouter des ions dans le deuxième piège sans perte du nuage initialement présent. Cette technique d'accumulation a permis de piégér 2,5.10^5 ions dans le deuxième et troisième piège. Ce nombre semble limité par les refroidissement. Enfin, dans l'octupole, les observations montrent que, contrairement aux structures creuses attendues par les modèles, les ions froids s'organisent dans trois minima locaux de potentiels. La cause de cette différence est un petit défaut dans la symétrie octupolaire des barreaux<br>This thesis is part of a project aiming to explore the performance limiting factors of a microwave ion clock. This work is based on the observation and manipulation of a large ion cloud in potentials with different geometries. The purpose is to analyze and transport a large cloud of more than 10^6 ions in a linear radio-frequency trap with several zones. Our group has build a three-zone trap for calcium ion trapping: two quadrupole parts and an octupole part mounted inline. Ions are created in the first quadrupole part and cooled by lasers along the trap symmetry axis. We study the creation of a large ion cloud. The current trapping and cooling parameters limit the maximum size of the cloud to 1,2.10^5 ions. with a rapid and optimized transport protocol, these ions are transfered in the second part of the trap and then in the octupole trap with an efficiency of up to 100%. The result as function of the transport duration shows an asymmetry between the two transport directions. We exploit this feature to add ions in the second or third trap without loss of the already trapped ions. This accumulation technique has allowed to trap 2,5.10^5 ions in the second and third trap. The cooling laser power seems to be the major limiting factor of this number. Finally the observation of the ions in the octupole shows that the cold ions are localised in three different potential wells. This is in contradiction with the hollow structure predicted by the analytical fluid model and molecular dynamics simulations. The cause of this difference is a tiny defect in the octupole symmetry of the RF-electrodes which leads to local minima in the multipole potential
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Wilkowski, David. "Dynamique du nuage d'atomes froids dans un piège magnéto-optique." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10198.
Full textAbstract:
Les travaux presentes dans ce memoire ont pour but de decrire la dynamique d'un nuage d'atomes froids dans un piege magneto-optique. Nous nous sommes plus particulierement interesses aux instabilites spontanees que developpe le systeme pour certains parametres. Dans ce cas, par une approche phenomenologique, nous avons pu mettre en evidence deux composantes dynamiques ; lente et rapide, respectivement liees a la variation du nombre d'atomes et au mouvement du centre de masse du nuage. L'evolution de la dynamique lente (superieure a 0,2 s) apparait toujours erratique. L'evolution de la composante rapide du systeme (superieure a 10 ms) montre, quant a elle, de nombreux regimes, dont des regimes periodiques et erratiques, dependant des parametres. L'evolution rapide du systeme est aussi fortement affectee par son evolution lente. Nous n'avons pu mettre en evidence une origine deterministe aux instabilites associees aux composantes dynamiques du systeme. Ce resultat ne nous a en outre pas permis de conclure sur les mecanismes physiques a l'origine des instabilites du nuage.
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Dobson, Gareth. "Amélioration de la précision des mesures de rapport m/z d'ions en spectrométrie de masse par piégeage d'ions." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066093.
Full text
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Mery, Alain. "Mesure du coefficient de corrélation angulaire béta-neutrino dans la décroissance de l’6He à l’aide d’un piège de Paul." Caen, 2007. http://www.theses.fr/2007CAEN2018.
Full textAbstract:
Le thème central de ce travail est la mise en place et la caractérisation d’un piège de Paul utilisé pour la mesure du coefficient de corrélation angulaire électron-neutrino dans la décroissance de l’6He. Ce coefficient est sensible aux types d’interactions mis en jeu dans l’interaction faible. La valeur de ce coefficient peut être obtenue grâce à la distribution cinématique des évènements de décroissance. Un piège électromagnétique est utilisé pour confiner les ions 6He+ dans un petit volume de l’espace des phases. Sa géométrie ouverte permet la détection en coïncidence de l’électron et de l’ion de recul émis lors de la désintégration béta. Un dispositif de détection adapté est utilisé pour mesurer l’énergie de l’électron, le temps de vol de l’ion de recul et la position des deux particules pour chaque évènement. Une description globale de l’installation LPCTrap ainsi que de ses performances est présentée et montre que ce dispositif est apte à réaliser la mesure envisagée. En particulier, les caractéristiques du nuage d’ions piégés ont été obtenues par des simulations de type Monte Carlo et confrontées aux mesures expérimentales avec un bon accord. La première expérience a permis d’accumuler plus de 100 000 évènements en coïncidence. Une analyse préliminaire de ces résultats est exposée. Elle présente notamment une description des différentes observables accessibles ainsi qu’une comparaison entre le spectre de temps de vol expérimental et le spectre issu des simulations. Ces données vont permettre une mesure du coefficient de corrélation angulaire avec une erreur statistique inférieure à 2 %<br>The central topic of this work is the study of the properties and the implementation of a Paul trap used for the measurement of the beta-neutrino angular correlation parameter in the decay of 6He. This coefficient provides a signature of the nature of the interactions involved in the weak interaction. The value of this coefficient can be deduced from the kinematical distribution of the decay events. An electromagnetic trap is used for the trapping of 6He+ ions in a small volume. This trap has an open geometry that enables the detection in coincidence of the electron and the recoil ion emitted in the beta decay. A dedicated detection set up is used for the measurement of the electron energy, the ion time of flight and the position of the two particles for each event. A general description of the LPCTrap facility and of its performances is presented and shows that this set up is able to fulfill the proposed measurement. Especially, a comparison is made between the characteristics of the ion cloud obtained from Monte Carlo simulations and the experimental measurements with a good agreement. More than 100 000 coincident events have been recorded during the first experiment. A preliminary analysis of these results is shown. It includes a description of the different observables as well as a comparison between the experimental time of flight spectrum and the simulated spectrum. These data will allow a measurement of the angular correlation parameter with a statistical error smaller than 2 %
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Minaya, Ramirez Enrique. "Un nouveau piège à ions circulaire pour la spectrométrie de masse et la structure nucléaire." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421111.
Full textAbstract:
La détermination de la masse nucléaire permet d'accéder à l'énergie de liaison donc au bilan de toutes les forces agissant dans le noyau. L'exploration de la structure nucléaire requiert la mesure des masses loin de la stabilité. Néanmoins la production des ions radioactifs est peu sélective et l'ion d'intérêt est souvent noyé dans un fond de contaminants isobariques. Ces dernières années, l'utilisation des pièges à ions linéaires et du refroidissement par gaz tampon a été fortement développée permettant la mesure de masse des noyaux exotiques avec une grande précision. Cette thèse porte sur le développement innovant d'un piège de Paul circulaire, "le cirque d'ions". Sa géométrie lui permet de confiner les ions sur un grand nombre de tours. Ainsi, ils peuvent être refroidis avec une pression de gaz tampon de l'ordre de 10-4 mbar. Par ailleurs, il est capable de trier en masse les ions piégés et refroidis avec un pouvoir de résolution suffisant pour séparer des isobares. Nous avons réalisé et testé le premier prototype de ce spectromètre à Orsay. Cette thèse étudie également les prédictions des masses par les différents modèles théoriques, en les comparant avec l'approche microscopique HFB-17. Actuellement, la masse des noyaux très exotiques peut seulement être prédite. L'étude de l'énergie de séparation de deux neutrons avec HFB-17 met en évidence des zones d'instabilité numérique. Afin de l'améliorer, nous avons apporté une correction aux énergies de déformation calculées par ce modèle, en utilisant comme référence les masses des chaînes isotopiques 143-146Xe et 223-229Rn que nous avons mesurées avec le spectromètre ISOLTRAP au CERN.
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Mery, A. "Mesure du coefficient de correlation angulaire béta-neutrino dans la decroissance de l'$^{6}$He à l'aide d'un piège de Paul." Phd thesis, Université de Caen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00168458.
Full textAbstract:
Le thème central de ce travail est la mise en place et la caractérisation d'un piège de Paul utilisé pour<br />la mesure du coefficient de corrélation angulaire électron-neutrino dans la décroissance de l'6He. Ce<br />coefficient est sensible aux types d'interactions mis en jeu dans l'interaction faible. La valeur de ce<br />coefficient peut être obtenue grâce à la distribution cinématique des évènements de décroissance. Un<br />piège électromagnétique est utilisé pour confiner les ions 6He+ dans un petit volume de l'espace des<br />phases. Sa géométrie ouverte permet la détection en coïncidence de l'électron et de l'ion de recul émis<br />lors de la désintégration béta. Un dispositif de détection adapté est utilisé pour mesurer l'énergie de<br />l'électron, le temps de vol de l'ion de recul et la position des deux particules pour chaque évènement.<br />Une description globale de l'installation LPCTrap ainsi que de ses performances est présentée et<br />montre que ce dispositif est apte à réaliser la mesure envisagée. En particulier, les caractéristiques du<br />nuage d'ions piégés ont été obtenues par des simulations de type Monte Carlo et confrontées aux<br />mesures expérimentales avec un bon accord. La première expérience a permis d'accumuler plus de<br />100 000 évènements en coïncidence. Une analyse préliminaire de ces résultats est exposée. Elle<br />présente notamment une description des différentes observables accessibles ainsi qu'une comparaison<br />entre le spectre de temps de vol expérimental et le spectre issu des simulations. Ces données vont<br />permettre une mesure du coefficient de corrélation angulaire avec une erreur statistique inférieure à<br />2 %.
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Attia, Dina. "Piégeage d'ions très chargés pour la mesure de durée de vie d'états métastables." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00194354.
Full textAbstract:
L'objectif de ma thèse a été la mise en œuvre d'un nouveau dispositif expérimental couplant la source ECR SIMPA à un nouveau type de piège électrostatique. Différentes applications sont possibles. Tout d'abord, la source ECR SIMPA produit des ions dans des états métastables avec des temps de vie de l'ordre de la dizaine de milliseconde. Notre dispositif expérimental permet de mesurer les durées de vie de transitions (M1) des états métastables de l'Ar9+,de l'Ar13+ et de l'Ar14+. Ceci nous permet de tester les théories du problème relativiste à n corps. D'autre part, le piégeage des ions multichargés permet de mesurer des sections efficaces pertinentes pour l'astrophysique (Vents solaires, Nébuleuses planétaires) et les plasmas peu denses. En effet, il est ainsi possible de mesurer les sections efficaces de capture d'électron des ions multichargés, mais aussi les sections efficaces de diffusion ion-ion, ou ion-particule neutre.
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Carlos, Mickaël. "Dissociation induite par collisions d'hydrocarbures aromatiques polycycliques dans un piège à ions quadripolaire : Séparation des structures isomériques des composantes de la poussière cosmique." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30232.
Full textAbstract:
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des molécules carbonées de grande taille dont l'étude intéresse différents champs disciplinaires qui vont de l'environnement à l'astrochimie. Constituant majeur de la poussière cosmique, elles jouent un rôle clé dans les régions de formation stellaire, où leur émission infrarouge est excitée par les photons ultraviolets. Les mécanismes impliqués dans leur formation restent néanmoins mal connus. Dans les expériences de simulation en laboratoire comme dans les météorites, la masse m/z = 202.08 correspondant à l'espèce C_16H_10, a été identifiée comme une espèce clé dans la croissance de ces HAP. Cette espèce comprend plusieurs structures isomériques qu'il est important de pouvoir différencier. Nous avons utilisé l'analyseur moléculaire AROMA pour étudier la différentiation des isomères de C_16H_10 par dissociation induite par collisions (CID), dans le cas du fluoranthène et du pyrène (structures compactes) et celui du 9-éthynylphenanthrène (structure avec un groupe alkyl). Les différents paramètres contrôlant la CID ont été explorés afin de déterminer des conditions optimisées pour notre dispositif expérimental. A basse énergie de collision, nous avons montré que le critère de 50 % de dissociation des ions parents peut être utilisé pour différencier les structures condensées des non condensées et plus difficilement pour différencier les structures condensées entre elles. La procédure a été appliquée sur des espèces individuelles, leurs mélanges et des échantillons plus complexes de météorite (Allende) et d'analogues en laboratoire de poussière cosmique (plasma poussiéreux). Nous avons modélisé la dynamique des ions dans le piège et extrait des distributions de fréquence et d'énergie de collisions. La compétition avec le taux de dissociation a été traitée par méthode Monte Carlo. L'ajustement par le modèle de la courbe de dissociation du pyrène a permis de quantifier le paramètre de transfert d'énergie cinétique en énergie interne. La courbe de dissociation du fluoranthène a pu être modélisée en utilisant les mêmes valeurs pour êta. Enfin nous avons pu déterminer le taux de dissociation du 9-éthynylphenanthrène, qui n'est pas connu à ce jour<br>Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are large carbonaceous molecules that are the subject of investigation in various fields from astrochemistry to environmental science. Being a major constituent of cosmic dust, they play a key role in regions of star formation, where their infrared emission is excited by ultraviolet photons. However, the mechanisms involved in their formation remain poorly understood. In simulation experiments in the laboratory as in meteorites, the mass m/z = 202.08 corresponding to the species C_16H_10, has been identified as a key species in the growth of these PAHs. This chemical formula includes several isomeric structures that need to be differentiated. We used the AROMA molecular analyzer to study the differentiation of C_16H_10 isomers by collision-induced dissociation (CID), in the case of fluoranthene and pyrene (two compact structures) and that of9-ethynylphenanthrene (structure with an alkyl group). The various experimental parameters control-ling the CID were explored in order to determine optimized conditions for our experimental conditions. At low collision energy, we have shown that the criterion of 50 % dissociation of parent ions can be used to differentiate condensed from non-condensed structures but is more difficult to differentiate between condensed structures. The procedure has been applied to individual species, their mixtures, and more complex samples of meteorite (Allende) and laboratory analogues of cosmic dust (dusty plasma). We have modeled the dynamics of the ions in the trap and extracted frequency and energy distributions of collisions. The competition with the dissociation rate was treated by Monte Carlo method. The model fit of the pyrene dissociation curve quantified the parameter êta of transfer of kinetic energy into internal energy. The fluoranthene dissociation curve could be modeled using the same values for êta. Finally, we were able to determine the dissociation rate of 9-ethynylphenanthrene, which is not yet known
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Bobin, Sabine. "Hormone de croissance et dopage : détection de l'administration d'hormone de croissance chez le cheval par spectrométrie de masse." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066555.
Full text
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Mbardi, Abdessamad. "Spectroscopie d'ions H2+ piégés : développement d'un laser à 9.17 µm référencé au système international d'unité." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS646.
Full textAbstract:
Ma thèse présente le développement d’une source laser à 9,166 µm référencée au système international d’unités, en vue de la spectroscopie vibrationnelle à haute résolution de l’ion moléculaire H+2 dans l’objectif d’obtenir une nouvelle détermination de la constante fondamentale mp/me avec une incertitude relative extrêmement faible avec 12 chiffres significatifs. La première partie explore la préparation, le piégeage et le refroidissement d’ions Be+ permettant le refroidissement sympathique d’ions H+2 piégés, ainsi que la méthode utilisée pour créer des ions H+2 dans l’état vibrationnel fondamental. Les parties suivantes qui constituent le travail principal de ma thèse mettent en lumière la source laser utilisée - un laser à cascade quantique - pour réaliser l’excitation à deux photons de la transition de l’ion moléculaire H+2 et présentent son asservissement en phase sur un laser à CO2 lui-même asservi en phase sur un peigne de fréquence référencé au système international d’unité via le réseau REFIMEVE. Le transfert de stabilité du peigne au laser à CO2 est réalisé grâce à un processus de mélange non linéaire dans un cristal d’AgGaSe2<br>My thesis presents the development of a 9,166 µm laser source referenced to the international system of units, for high-resolution vibrational spectroscopy of the molecular ion H+2 with the aim of obtaining a new determination of the fundamental constant mp/me with extremely low relative uncertainty to 12 significant digits. The first part explores the preparation, trapping and cooling of Be+ ions enabling sympathetic cooling of trapped H+2 ions, as well as the method used to create H+2 ions in the fundamental vibrational state. The following sections, which constitute the main work of my thesis, highlight the laser source used - a quantum cascade laser - for the two-photon excitation of the H+2 transition, and present its phase locking to a CO2 laser itself phase-locked to a frequency comb referenced to the international system of units via the REFIMEVE network. Stability transfer from the comb to the CO2 laser is achieved by a non-linear mixing process in an AgGaSe2 crystal
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Mezzache, Sakina. "Détermination des propriétés thermochimiques de constituants d'ADN et de peptides pour une meilleure compréhension de la stabilité de systèmes non-covalents en phase gazeuse." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066229.
Full text
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Delvolve, Alice. "Etude en phase gazeuse de complexes non-covalents APN/ADN : exploration de l'origine de leur stabilité." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066463.
Full textAbstract:
Ce mémoire décrit l’étude de complexes non-covalents en phase gazeuse et de leurs constituants, par spectrométrie de masse dans des conditions d’activation de basse énergie. Les complexes modèles utilisés sont les triplexes APN/ADN/APN dont nous avons étudié, dans un premier temps, les oligomères d’APN (acides peptido nucléiques). Leur étude, en mode electrospray positif puis négatif, permet de décrire les nouveaux ions fragments obtenus. Des mécanismes sont proposés pour en décrire l’origine, ainsi que plusieurs modèles expliquant les différents chemins de fragmentation empruntés en fonction de l’état de charge de l’ion précurseur. Dans un deuxième temps, une série de triplexes APN/ADN/APN, dont les APN ont été modifiés (insertion d’une unité possédant deux formes stéréoisomériques), sont analysés en mode d’ions négatifs. Un modèle est développé afin de rendre compte des fragmentations observées selon l’état de charge du triplex.
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Rebatel, Isabelle. "Contribution à l'étude de la réaction d'échange de charge N+/N2 en piège de Paul." Aix-Marseille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX11008.
Full textAbstract:
L'energie des ions dans un piege r. F. A ete determinee par deux methodes differentes: thermometre chimique et temps de vol. On a trouve un bon accord entre les deux resultats, et on a pu mettre en evidence la plus grande sensibilite de la methode de temps de vol par rapport au thermometre chimique. Une energie cinetique de 0,7 ev a pu etre determinee pour les ions dans un puits de potentiel de profondeur environ 4 ev. La surface de potentiel de l'etat fondamental de n#3#+, intermediaire dans la region d'echange de charge n#+/n#2, la geometrie d'equilibre, l'energie de dissociation et les frequences de vibration de n#3#+ ont ete obtenus par une methode ab initio au niveau mcscf, ainsi qu'une information preliminaire sur les etats excites
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Vallette, Alexandre. "Dynamique d'ions multichargés dans un piège électrostatique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00605746.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de comprendre la dynamique des ions piégés dans un EIBT (Electrostatic Ion Beam Trap). J'ai commencé par mettre au point une méthode de calcul basée sur des transformations conformes pour obtenir une formule analytique du potentiel dans ce type de piège. Grâce à cette expression, on peut écrire les équations du mouvement, démontrant la parenté de l'EIBT et du piège de Paul. Ce parallèle permet, en utilisant la théorie de Floquet, de prédire les zones de stabilité du piège et le spectre du mouvement radial. J'ai pu vérifier ces prédictions avec des ions Ne$^{5+}$ produits par la source SIMPA. En prenant en compte les termes non-linéaires du mouvement, j'ai pu démontrer la présence de chaos pour certains paramètres de fonctionnement, ce qui a permis de mieux comprendre les signaux de détection. Finalement, en utilisant le même formalisme, un modèle simple du phénomène de synchronisation des ions dans ce type de piège a pu être proposé et a donné des premières prédictions en accord avec les expériences.\par La compréhension de la dynamique permet de nombreuses applications intéres\-santes dans des domaines variés. En physique atomique, l'EIBT permet de mesurer des durées de vie d'états métastables. En biologie et en médecine, ce piège peut être considéré comme un spectromètre de masse ayant une gamme en masse infinie. Enfin, pour des expériences de métrologie, il semble possible de refroidir le mouvement transverse par refroidissement résistif ou évaporatif.
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Removille, Sébastien. "VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00430795.
Full textAbstract:
Le domaine de l'information quantique tire partie des lois de la mécanique quantique pour élaborer des protocoles de traitement de l'information originaux. Des réseaux qui transportent ce type d'information ont déjà été démontrés mais leur portée est cependant limitée à une centaine de kilomètres à cause des pertes en ligne. Pour franchir cette limite l'élément clef à développer est une mémoire quantique, c'est à dire un milieu atomique capable de stocker un état quantique et dont les performances reposent conjointement sur un excellent couplage avec la lumière (pour les phases d'écriture ou de lecture) et un temps de cohérence important (pour la phase de stockage). Les ions piégés constituent un candidat intéressant pour l'implémentation d'une mémoire quantique, notamment car ils peuvent présenter d'excellentes propriétés d'isolation par rapport à leur environnement. La difficulté à réaliser une mémoire quantique avec des ions piégés tient en particulier à l'obtention d'un couplage important entre l'ensemble d'ions et la lumière, c'est à dire l'obtention d'un nuage atomique le plus dense et froid possible. Durant le travail de thèse, nous avons développé un ensemble expérimental capable de confiner, refroidir et observer plusieurs millions d'ions. Une méthode originale de chargement du piège fondée sur l'absorption simultanée de deux photons a été développée, nous permettant de limiter l'énergie initiale d'un ion et la pollution de l'environnement d'un tel nuage. Un piège de Paul linéaire de dimensions centimétriques a été dessiné et fabriqué au laboratoire pour confiner les ions et faciliter le régime de très faible température. En utilisant une technique de refroidissement laser, nous avons atteint ce régime dans lequel les ions adoptent une structure spatiale périodique, le cristal de Wigner. Cette structure a été observée dans des chaînes contenant quelques ions et dans des nuages dont la population dépasse le million. Les paramètres pertinents qui gouvernent la densité et la stabilité de ces cristaux ont été identifiés. Ces travaux sont une étape très encourageante pour l'obtention d'un couplage important entre les ions et la lumière, et la mise en oeuvre d'un protocole de mémoire quantique.
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Champenois, Caroline. "Des atomes chargés et des photons : quelques phénomènes observables en piège radiofréquence." Habilitation à diriger des recherches, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00516641.
Full textAbstract:
Le mémoire présenté ici reprend une partie de ma contribution aux travaux de l'équipe Confinement d'Ions et Manipulation Laser du laboratoire PIIM, que j'ai rejoint en 2000. Cette équipe inscrit ses recherches autour du confinement d'ions en piège de Paul et de leur interaction avec des lasers. Le projet historique de l'équipe porte sur l'utilisation d'un ion unique de calcium refroidi par laser pour la métrologie des fréquences optiques. L'aboutissement de ce projet implique de relever de nombreux défis techniques concernant la stabilisation en fréquences des lasers et leur utilisation pour le contrôle de l'état interne et externe d'un ion. C'est plutôt à cette deuxième facette que mon travail s'adresse, autour du contrôle de l'état quantique d'un ion unique piégé, par des protocoles à un, deux ou trois photons, cohérents ou non. Par ailleurs, un nouveau projet expérimental est en préparation depuis plus d'un an et concerne le confinement de grands échantillons, refroidis par laser. L'originalité du projet repose sur l'utilisation d'un piège linéaire double, comportant une partie quadrupolaire et une partie multipolaire. Cette dualité permettra de comparer le comportement collectif d'un ensemble d'ions, comme les transitions de phase, en fonction du profil du potentiel de confinement. De plus, la mise en série des deux pièges de symétrie différente permet aussi de tester des protocoles de transport optimal pour transférer les ions d'un piège à l'autre, avec un minimum de chauffage. Ce rapport est organisé comme suit. Sont présentés dans un premier temps les résultats originaux concernant le refroidissement laser d'ions piégés et les performances attendues pour une horloge optique basée sur un ion unique de calcium. Différentes méthodes numériques uti\-li\-sées pour prendre en compte le mouvement des ions dans leur interaction avec un ou des lasers y sont introduites. Le chapitre suivant est consacré à des phénomènes cohérents à deux et trois photons et à la perte de cohérence induite par le mouvement des ions. L'influence du mouvement sur la cohérence de l'état interne construit par l'interaction avec deux lasers permet de proposer une méthode originale pour caractériser le mouvement d'un ion unique. Un phénomène de piégeage cohérent de population observable dans l'ion calcium est démontré et son exploitation pour un étalon de fréquence THz est proposée. Dans le dernier chapitre sont abordées les problématiques liées au confinement de larges échantillons (pouvant atteindre $10^7$ ions) et leur couplage avec des lasers. Les lois d'échelles régissant l'équilibre thermodynamique et la dynamique de grands nuages sont analysées, en vue de la conception d'une nouvelle expérience, dédiée à l'étude des phénomènes collectifs dans de larges échantillons refroidis. Un modèle de champ moyen, dit {\it plasma non neutre} est utilisé pour déduire le comportement d'un nuage à l'équilibre thermodynamique et son profil de densité. Dans la limite d'un petit nombre d'ions piégés, les simulations par dynamique moléculaire nous permettent d'étudier le refroidissement des ions et leur organisation à basse température. Ceci nous permet de proposer l'exploitation de la structure en anneau formée par quelques dizaines d'ions en multipole, pour un étalon de fréquence optique d'un nouveau type. Chaque chapitre comporte une introduction générale au sujet abordé et reprend, en les commentant, les articles publiés concernant ce sujet, quand ceux-ci concernent des travaux personnels. Ce mémoire s'achève en abordant des perpectives sur les travaux à mener dans les prochaines années.
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Kilic, Senem. "Le problème coulombien à trois corps : états liés, résonances et interaction avec la lumière vers la spectroscopie vibrationnelle dans H2+." Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011439.
Full text
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Möller, Peter-Achim. "Création et piégeage d'ions mono et multicharges dans un champ électrodynamique tridimensionnel à symétrie quadrupolaire." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112240.
Full textAbstract:
Des ions mono et multichargés, créés à l’aide d’un faisceau électronique, peuvent être confinés dans un champ quadripolaire tridimensionnel. La qualité de confinement est caractérisée par des lignes iso-rendement à l’intérieur d’un diagramme de stabilité. Les évolutions des populations ioniques sont déterminées à l’aide de sections efficaces moyennes d’ionisation. Les facteurs de pertes correspondant aux interactions ions-neutres et ions-ions peuvent être calculés à partir des résultats expérimentaux. L’influence des défauts des électrodes est étudiée en utilisant également des électrodes très simples (cage cylindrique, cages à trois ou six diaphragmes). Les ions piégés sont détectés d’une façon sélective par absorption résonnante d’énergie à l’aide d’un circuit résonnant. La sensibilité de la détection et la résolution dépendent du temps de balayage et de la tension de détection appliquée extérieurement. Ces pièges peuvent être utilisés comme spectromètres de masses dans leur domaine de l’ultravide, ou comme détecteurs de fuites. Leur prix de revient est très faible.
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Lisowski, Caroline. "Ions calcium uniques pour un étalon de fréquence optique." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009617.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans un projet visant à réaliser un étalon de fréquence optique à ion calcium unique confiné dans un piège de Paul-Straubel. La première partie du manuscrit est consacrée au piégeage et au refroidissement laser des ions. Les trois sources lasers (397 nm, 866 nm et 729 nm) utilisées dans l'expérience sont étudiées en détail. Pour atteindre le régime de Lamb-Dicke et ainsi éliminer l'élargissement par effet Doppler du premier ordre, il est indispensable de réduire le mouvement de l'ion. Différentes techniques de réduction du micromouvement sont exposées, en particulier une nouvelle méthode basée sur l'observation de résonances noires a été mise en place. Des simulations numériques utilisant la matrice densité permettent d'expliquer les observations expérimentales. Une deuxième partie décrit les expériences réalisées pour déterminer les durées de vie des niveaux D3/2 et D5/2 de l'ion calcium 40. La mesure de la durée de vie du niveau D5/2 est une étape importante puisqu'elle permet de contrôler et de réduire les effets qui pourraient élargir la transition d'horloge. La dernière partie de ce mémoire est dédiée à l'évaluation théorique des effets systématiques pouvant affecter la fréquence du futur étalon. Un étalon de fréquence optique basé sur la transition S1/2,F=4,m_F=0 ---> D5/2,F=6,m_F=0 de l'ion 43Ca+ pourra atteindre une exactitude de 4*10^(-16).
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Beyet, Loïc. "Développement d'une interface MIMS avec un piège ionique quadripolaire : application à l'étude de réactions ion-molécules." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066366.
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Delahaye, Pierre. "Etudes et tests préliminaires à une mesure de la corrélation angulaire β-v dans la désintégration du noyau 6He à l'aide d'un piège de Paul". Caen, 2002. http://www.theses.fr/2002CAEN2011.
Full textAbstract:
Préparation d'une mesure du coefficient de corrélation angulaire β-v, dans la désintégration du noyau 6He, à l'aide d'un piège de Paul. Son principe consiste à étudier la désintégration d'ions radioactifs piégés dans un petit volume, pratiquement au repos, au milieu d'un piège électrique transparent. Les trajectoires des particules émises lors de la désintégration sont alors peu perturbées. La détection en coi͏̈ncidence de l'électron et de l'ion de recul de chaque désintégration permet la mesure de 3 observables : les énergies des particules et leur angle relatif. Le paramètre de corrélation angulaire β-v déduit du spectre de coi͏̈ncidence est sensible à l'existence d'interactions exotiques exclues par la théorie V-A des interactions faibles. Dans le cas de la désintégration du noyau 6He une déviation observée sur la valeur prédite impliquerait l'existence d'interactions de type tensoriel, due à l'échange de leptoquarks, bosons de jauge présents dans de nombreuses extensions du Modèle Standard. Les travaux présentés ici concernent la mise en oeuvre d'un piège de Paul transparent. Les caractéristiques de ce piège ont été testées d'abord avec des ions issus d'un plasma laser (Mo+, Fe+, Al+), puis avec ceux délivrés par une source d'ionisation (4He+) [etc]
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Vitcher, Sarah. "Mise au point d'une source mixte couplée à un piège linéaire et simulations d'injection axiale et radiale des ions : applications à l'analyse d'agents chimiques." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066571.
Full textAbstract:
Les menaces constantes de terrorisme nécessitent le développement d'instruments permettant de détecter efficacement des agents chimiques de guerre. L'objectif de ce travail était la réalisation d'un spectromètre de masse devant effectuer des analyses de type : LC/ESI-MS et GC/EI-MS, sur des échantillons sous tous les états : solide, liquide, gazeux et qui soit rapide. Une première partie de ce travail a consisté à étudier le fonctionnement du spectromètre de masse LTQ Velos, puis de faire une étude des modes d'injection axiale et radiale des ions par simulation à l'aide du logiciel SIMION. L'étude de l'injection radiale, nous a démontré la faisabilité de ce mode d'injection dans un piège linéaire. Ainsi, lors d'applications spécifiques dans lesquelles l'axe central doit être libéré, le mode d'activation par IRMPD peut être envisagé. Une deuxième partie de ce travail a consisté à modifier la source CI du module ETD en source EI. Trois sources EI (la Thermo, la NERMAG et la source trappe) ont été étudiées afin de déterminer celle qui serait la plus efficace et offrirait un bon compromis en terme de coût et de temps de développement. La source Thermo a été retenue et a ensuite été implémentée dans le module ETD du LTQ Velos qui a été couplé à un GC rapide pour effectuer des tests préliminaires de faisabilité de ce couplage. Ainsi, ces tests ont permis de caractériser le GC/EI-LTQ Velos comme étant capable d'effectuer des analyses en GC/MS rapide (de l'ordre de ? 5 min). Ce GC/MS rapide a ensuite été intégré dans le démonstrateur ainsi que le collecteur aérien chimique et le détecteur TIC et POC. Des essais préliminaires concluants ont été réalisés sur ce démonstrateur<br>Constant threats of terrorism require the development of tools to effectively detect chemical warfare agents. The aim of this work was to develop a mass spectrometer capable of performing rapid LC/ESI-MS and GC/EI-MS analyses on samples from all states: solid, liquid and gaseous. The first part of this work was to study the principle of operation of the linear ion trap LTQ Velos, then to study axial and radial ion injection in the linear ion trap by means of computer simulation using SIMION. The feasibility of performing radial ion injection has been demonstrated, thus in specific applications in which the central axis needs to be released, the IRMPD activation mode may be considered. A second part of this work was to adapt the existing ETD module to accommodate EI. Three EI sources (the Thermo, the NERMAG and the trap source) were studied to determine which one would be the most effective and offer a good compromise in terms of cost and development time. The Thermo source has been selected and modified to conduct EI within the ETD module of the LTQ Velos which was interfaced to a fast GC (Heracles II). Preliminary tests characterized the dual pressure ion trap as a mass analyzer for performing rapid GC/MS analyses. The results showed that the GC-LIT with its high scanning speed was able to provide sufficient scans across chromatographic peaks when working in both the conventional and the fast GC modes, and further offered good EI spectral information. This GC/MS was then implemented into the demonstrator as well as the air sampler and the TIC/POC detector. Conclusive preliminary tests have been made on this demonstrator
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Senem, Kilic. "Le problème coulombien à trois corps : états liés, résonances et intéraction avec la lumière; vers la spectroscopie de H2+." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011439.
Full textAbstract:
Nous rappelons les propriétés de symétrie du problème Coulombien à trois corps. Combinées à un choix pertinent de variables d'espace et de fonctions de base, elles permettent d'écrire l'Hamiltonien effectif du problème sous la forme d'une matrice bande qui peut être diagonalisée numériquement avec efficacité. Nous avons appliqué ces calculs aux ions moléculaires H2+ et HD+, mais aussi aux ions moléculaires exotiques de type mupp. A partir des fonctions d'onde, nous avons calculé les spectres de photodissociation de H2+, étendu le calcul des taux de transition à deux photons au cas de HD+, et déterminer les durées de vie radiatives et Coulombiennes des résonances des ions exotiques.<br /> <br />Nous présentons l'expérience, actuellement en cours de construction, de spectroscopie à deux photons sans effet Doppler dans l'ion H2+. Nous piégeons et sélectionnons les ions dans le niveau fondamental. La transition vers le premier état excité est en cours de réalisation. Dans l'objectif de déterminer le rapport de la masse du proton à la masse de l'électron nous montrons que la spectroscopie de l'ion HD+ est plus favorable. Ce résultat sera expérimentalement valorisé à l'avenir.
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Knoop, Martina. "Etude spectroscopique du doublet métastable 3D de l'ion Ca+ dans un piège de Paul en présence de collisions." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00915236.
Full textAbstract:
Un dispositif permettant le confinement d'ions calcium pendant des heures a été réalisé. Dans une première étape les ions ont été détectés utilisant deux méthodes électroniques: l'éjection résonnante à l'aide d'un multiplicateur d'électrons, et la détection par un circuit résonnant. L'influence d'un gaz tampon sur les durées de confinement et l'évolution de la charge d'espace a été mise en évidence par cette dernière méthode. les ions ont ensuite été détectés par la fluorescence des raies de résonance du CaII soit en utilisant un gaz tampon, soit par double-résonance optique-optique. l'excitation directe des transitions interdites 4S-3D des ions a permis d'aborder des mesures de la durée de vie naturelle des niveaux métastables par une méthode originale. des résultats très précis pour ces durées de vie ont été obtenus. Nous avons déterminé les taux de réaction pour la désexcitation des états métastables vers le niveau fondamental (quenching) en mesurant la variation de la durée de vie effective des niveaux en présence de différents gaz tampon. une étude en équilibre (fluorescence sensibilisée) ainsi qu'une étude dynamique des populations des deux états du doublet ont fourni des taux de réaction pour le mélange des niveaux de structure fine.
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Bacchitta, Francesca Useli. "Photophysique des molécules polycycliques aromatiques hydrogénées d'intérêt interstellaire avec l'expérience PIRENEA." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00469704.
Full textAbstract:
Une des découvertes majeures faites par l'astronomie infrarouge est la présence de molécules polycycliques aromatiques hydrogénées (PAH) dans les milieux interstellaires et circumstellaires. Ces macromolécules jouent un rôle essentiel dans la physique et chimie du milieu interstellaire (MIS). Cependant aucune espèce individuelle n'a pu être identifiée jusqu'à présent malgré de nombreuses études observationnelles, des travaux de modélisation et des expériences dédiées en laboratoire. Progresser dans cette identification nécessite de caractériser la nature de ces PAH qui est conditionnée par les processus de formation et d'évolution par photodissociation UV et réactivité chimique. Il s'agit ensuite d'obtenir des signatures spectroscopiques spécifiques. Ces sujets sont abordés expérimentalement dans ce travail en utilisant l'expérience PIRENEA dédiée à l'étude de la physico-chimie interstellaire. Dans la première partie de cette thèse, j'ai mesuré la photodissociation de ces espèces isolées dans le piège à ions de PIRENEA. L'objectif scientifique de cette étude est d'apporter des informations sur le processus de destruction des PAH par irradiation UV-visible et d'évaluer leur contribution à la formation de petits hydrocarbures et d'agrégats carbonés dans le MIS. Un inventaire des espèces produites par photodissociation a été fait pour chacune des molécules considérées et les principales voies de dissociation ont été identifiées. Dans la deuxième partie du travail, je présenterai une étude sur la spectroscopie visible de différents cations PAH et dérivés déshydrogénés réalisée par dissociation multiphotonique. Les résultats expérimentaux ont été comparés à des spectres théoriques obtenus avec un modèle de la théorie de la fonctionnelle de la densité et à des données spectroscopiques mesurées en matrices de gaz rare. Un modèle décrivant la photophysique des ions a été utilisé pour déterminer les sections efficaces d'absorption de certaines espèces étudiées. Ces données peuvent être utiles pour la pré-sélection de candidats aux bandes diffuses interstellaires, bandes qui sont observées en absorption dans le MIS depuis près d'un siècle et qui restent non identifiées.
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Aouadi, Mehdi. "Détermination du rapport d’embranchement de la transition super-permise du carbone 10 et développement et intégration de la ligne de faisceau PIPERADE au CENBG." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0926/document.
Full textAbstract:
Les études de la radioactivité bêta dans les milieux nucléaires permettent en partie de participer à la détermination d’un des paramètres qui décrit l'interaction faible (la constante de couplage vectoriel). Pour cela, de nombreuses mesures permettent déjà d’atteindre de grandes précisions sur ce paramètre pour un grand nombre de noyaux des transitions bêta super-permise. Cependant, pour le carbone 10, l'incertitude relative du rapport d'embranchement reste encore élevée par rapport aux autres noyaux pères avec une valeur de l’ordre de 0,13 %. Ceci est dû à l’énergie du photon émis par l’état 0+ du noyau fils qui est de 1021,6 keV, c’est-à-dire proche de l’énergie d’empilement de deux signaux de photons de 511 keV. En mai 2015, notre groupe a réalisé, à ISOLDE au CERN, une expérience afin de mesurer très précisément cette transition. Pour produire le carbone 10,nous avons réalisé des réactions nucléaires qui produisaient en grandes parties les noyaux d’intérêts mais aussi des contaminants de mêmes masses émetteurs de bêta+. Afin de réduire l’empilement, il aurait été nécessaire de mieux séparer les éléments ou d’estimer celui-ci à partir de données équivalentes avec le néon 19. Ainsi, nous avons calculé une constante d’empilement qui dépend du temps de mise en forme est qui est de l’ordre de 0,1μs. Par la suite, l’analyse de nos données carbone 10 a permis d’obtenir un rapport d’embranchement de 1,500(4) % alors que la moyenne des valeurs de la littérature donne1,4645(19) %. Dans le but de produire plus d’espèces de noyaux et d'augmenter l'intensité des faisceaux, le GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) développe actuellement un nouvel accélérateur ainsi qu'un ensemble de cibles basées sur la méthode ISOL. Pour réduire le dépôt de contaminants aux points de mesures, tel que c'était le cas pour la mesure du carbone 10 à ISOLDE, la communauté de physiciens souhaite aussi développer un ensemble d'outils de séparations. Dans ce cadre, notre groupe participe depuis 2011 au développement de deux de ces outils : un séparateur de haute-résolution (HRS) pour séparer des noyaux dont le pouvoir de résolution en masse nécessaire (m/Δm) souhaité est de 20000et un double piège de Penning (PIPERADE) pour séparer les noyaux qui nécessite au maximum d’un pouvoir de résolution en masse de 100000. Ainsi, au CENBG, une ligne faisceau de test qui comprend une source d'ions FEBIAD, le quadrupôle radiofréquence regroupeur-refroidisseur GPIB, un aiguillage électrostatique et le double piège de Penning (PIPERADE) est en cours de développement. Lors des tests de ces dispositifs, nous avons observé une efficacité de transmission de l’ordre de 80 % du faisceau qui traverse le GPIB.Également, nous avons mesuré une émittance transverse de 3 pi.mm.mrad en comparaison de celle de 26 pi.mm.mrad observées en aval du GPIB. Par la suite, les simulations de laligne d’injection dans le piège de Penning ont permis de définir une décélération qui permet d’injecter 98 % des ions extraits du GPIB.Cette thèse se compose donc de deux parties : la détermination du rapport d'embranchement du carbone 10 et le développement et l'intégration au CENBG de la ligne de faisceau PIPERADE<br>The beta radioactivity studies in nuclear medium allow to participate in thedetermination of one of the parameters that describes the weak interaction (the vectorcoupling constant). For this purpose, numerous measurements have already been made todetermine this parameter with great precision for superallowed transition nuclei. However,for carbon 10, the relative uncertainty of the branching ratio is still high compared to otherparent nuclei with a value of the order of 0.13%. This high uncertainty is due to photonenergy emitted of 1021.6 keV which is really closed to the energy due to pile-up of twophotons of 511 keV. In May 2015, our group conducted an experiment at ISOLDE at CERN tomeasure the branching ratio very precisely. The nuclear reactions needed to produce thenuclei gave a large amount of nuclei of interest but also contaminants of the same massewhich also emit beta+ particles. A pile-up ratio of around 0.1 μs was calculated. Then, wefound a branching ratio of 1.500(4) % whereas the average from litterature is 1.4645(19) %.To study more species of nuclei and increase the intensity of the beams, GANIL(Grand Accélérateur National d’Ions Lourds) is currently developing a new accelerator as wellas a set of targets based on ISOL method. In order to reduce the contaminants deposit atthe measurement points, as we saw for the measurement of carbon 10 at ISOLDE, thecommunity of physicists also wants to develop separation apparati. In this context, since2011, our group has been involved in the development of two of these tools: a highresolutionseparator (HRS) to separate nuclei which need a mass resolving power (m / Δm)around 20,000 and a double Penning trap (PIPERADE) to separate the nuclei which require amaximum resolution of 100,000. Thus, at CENBG, a test beam line that includes a FEBIAD ionsource, a RFQ cooler-buncher (GPIB), an electrostatic switch, and a double Penning trap(PIPERADE) is under development. During apparati tests, we observe a transmissionefficiency around 80 %. Also, we measure a transverse emittance about 3 pi.mm.mrad whichis lower than 26 pi.mm.mrad observed before the GPIB. By the way, simulations of the beamline permitted to decelerate the beam and inject 98 % of ions.This thesis consists of two parts: the determination of the carbon 10 branching ratioand the development and integration of the PIPERADE beam line at CENBG
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Bruneleau, Natacha. "Le dispositif PIRENEA dans l'étude des interactions gaz/grain dans la chimie interstellaire : mise en place d'une procédure expérimentale." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00262417.
Full textAbstract:
Les interactions gaz/grain jouent un rôle important dans la chimie interstellaire aussi bien dans les régions exposées au rayonnement UV qu'à l'intérieur des nuages moléculaires où se forment des manteaux de glaces autour des grains. Cependant, les modèles astrophysiques pour décrire ces processus manquent considérablement de données fondamentales décrivant l'interaction du gaz avec un grain isolé.<br />Ce travail de thèse s'inscrit dans ce cadre et vise à explorer expérimentalement les interactions gaz/grain sur des nanograins de type molécules polycycliques aromatiques hydrogénées (PAH) à différentes températures. Il utilise le dispositif expérimental PIRENEA (Piège à Ions pour la Recherche et l'Étude de Nouvelles Espèces Astrochimiques) qui présente l'originalité de coupler les performances d'un instrument de spectrométrie de masse à résonance cyclotronique ionique à transformée de Fourier (FTICR-MS) avec un environnement cryogénique. Grâce à ce dispositif, le PAH peut être isolé de son environnement comme dans l'espace interstellaire et ses propriétés peuvent être étudiées à l'aide d'une interface photophysique (lampe UV-visible) et d'une interface chimique pour l'injection de gaz.<br />Notre étude concerne la réactivité de C24H11+ (cation du coronène déshydrogéné) avec la molécule H2O à basses températures entre 35 K et 300 K. Dans un premier temps, nous montrerons comment la densité de molécules d'H2O dans la cellule ICR peut être quantifiée à toutes ces températures par mesure traditionnelle de la pression et par mesure de l'amortissement du mouvement cyclotronique des ions. Ces résultats nous ont permis de tracer l'évolution du taux de réaction de C24H11+ + H2O avec la température du piège. Aucune dépendance avec la température n'a été mise en évidence. Nous confronterons et discuterons les résultats obtenus avec des calculs ab-initio.
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Lepère, Valéria. "Dynamique de photofragmentation de petits agrégats d'Argon et de molécules biologiques : nouvel outil par piégeage et corrélation vectorielle." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00106744.
Full textAbstract:
Le travail présenté concerne la mise au point d'une nouvelle expérience pour étudier les mécanismes de la photofragmentation d'agrégats ou de molécules d'intérêt biologique ionisés.<br />Le nouvel outil associe plusieurs techniques. Deux sources d'ions sont disponibles : pour la formation d'agrégats, un jet supersonique couplé à une ionisation par impact électronique (70eV) et une source « Electrospray » pour les ions d'intérêt biologique. Les ions sont ensuite stockés dans un piège électrostatique de type Zajfman permettant de refroidir rovibrationnellement le système et de mesurer sa durée de vie. L'excitation photonique est produite soit par le laser femtoseconde d'ELYSE soit un laser nanoseconde, tous deux cadencés au kHz. Les photofragments neutres et ioniques sont détectés en coïncidence par un système complexe de détection multi-particules résolu en temps et en position. Ce spectromètre m'a permis de faire une étude détaillée de la dynamique de fragmentation de différents systèmes.<br />Dans un premier temps, nous avons mesuré la durée de vie de l'état métastable II(1/2)u du dimère Ar2+ et déterminé sa population relative. Dans un deuxième temps, l'étude de la photofragmentation des agrégats Ar2+ et Ar3+ a permis de mettre en évidence les transitions électroniques mises en jeu lors de l'excitation. L'analyse approfondie de ces données m'a permis de proposer des mécanismes de fragmentation. Enfin, une étude préliminaire de la photofragmentation de la tryptamine protonée est présentée dans ce travail.
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Useli, Bacchitta Francesca. "Photophysique des molécules polycycliques aromatiques hydrogénées d'intérêt interstellaire avec l'expérience PIRENEA." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/865/.
Full textAbstract:
Une des découvertes majeures faites par l'astronomie infrarouge est la présence de molécules polycycliques aromatiques hydrogénées (PAH) dans les milieux interstellaires et circumstellaires. Ces macromolécules jouent un rôle essentiel dans la physique et chimie du milieu interstellaire (MIS). Cependant aucune espèce individuelle n'a pu être identifiée jusqu'à présent malgré de nombreuses études observationnelles, des travaux de modélisation et des expériences dédiées en laboratoire. Progresser dans cette identification nécessite de caractériser la nature de ces PAH qui est conditionnée par les processus de formation et d'évolution par photodissociation UV et réactivité chimique. Il s'agit ensuite d'obtenir des signatures spectroscopiques spécifiques. Ces sujets sont abordés expérimentalement dans ce travail en utilisant l'expérience PIRENEA dédiée à l'étude de la physico-chimie interstellaire. Dans la première partie de cette thèse, j'ai mesuré la photodissociation de ces espèces isolées dans le piège à ions de PIRENEA. L'objectif scientifique de cette étude est d'apporter des informations sur le processus de destruction des PAH par irradiation UV-visible et d'évaluer leur contribution à la formation de petits hydrocarbures et d'agrégats carbonés dans le MIS. Un inventaire des espèces produites par photodissociation a été fait pour chacune des molécules considérées et les principales voies de dissociation ont été identifiées. Dans la deuxième partie du travail, je présenterai une étude sur la spectroscopie visible de différents cations PAH et dérivés déshydrogénés réalisée par dissociation multiphotonique. Les résultats expérimentaux ont été comparés à des spectres théoriques obtenus avec un modèle de la théorie de la fonctionnelle de la densité et à des données spectroscopiques mesurées en matrices de gaz rare. Un modèle décrivant la photophysique des ions a été utilisé pour déterminer les sections efficaces d'absorption de certaines espèces étudiées. Ces données peuvent être utiles pour la pré-sélection de candidats aux bandes diffuses interstellaires, bandes qui sont observées en absorption dans le MIS depuis près d'un siècle et qui restent non identifiées<br>One of the interesting discoveries of infrared astronomy is the ubiquitous presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in interstellar and circumstellar environments. These macromolecules play a key role in the physics and chemistry of the interstellar medium (ISM). However, despite a lot of observational, laboratory and modelling studies, no definite identification of individual species has been possible yet. The identification process requires both an understanding of the nature of these large carbon molecules, which is driven by their formation and further evolution under the action of UV photodissociation and chemistry, and the search for specific spectroscopic fingerprints. These subjects are experimentally approached in this work,taking advantage of the PIRENEA set-up dedicated to astrochemistry. In the first part of this thesis a study of the photodissociation cascade of several medium-sized PAHs isolated in the ion trap of PIRENEA is performed. The aim of this study is to provide information on both destruction of PAHs by UV radiation and formation channels of small hydrocarbons and carbon clusters through destruction of a larger precursor. An inventory of the formed species is made and the main fragmentation patterns are identified. The second part of the thesis focuses on the visible spectroscopy of different PAH cations and dehydrogenated derivatives. Multiphoton dissociation spectroscopy is performed to measure the electronic spectra of these species. The experimental results are interpreted with the help of theoretical spectra calculated in the frame of the time-dependent density functional theory and laboratory data obtained in rare-gas matrices. The photophysics of the laser-irradiated ions is also modelled to derive, for some of the studied species, the absorption cross-sections of the measured electronic transitions. The purpose of this second study is to obtain gas-phase spectroscopic data on different ionised PAHs and derivatives, that can be useful for the pre-selection of the most promising candidates for some of the diffuse interstellar bands, a set of absorption bands observed in the ISM since almost a century but still unidentified
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Knoop, Martina. "Confinement d'un ion unique de Ca+ pour la métrologie des fréquences optiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009442.
Full textAbstract:
Le présent rapport résume mon travail de recherche sur l'ion Ca+ effectué au cours de la dernière décennie. Les travaux préliminaires effectués dans un piège de Paul classique sont brièvement revus. Il s'agit notamment des mesures de durées de vie dans un nuage d'ions chauds ainsi qu'une étude des effets collisionnels pouvant réduire la durée de vie du doublet métastable 3D. Un piège miniature a ensuite été monté pour permettre l'accès au régime de Lamb-Dicke avec un ion unique. Ce piège a d'abord été caractérisé, avant d'entrer dans une phase d'optimisation du refroidissement laser et de la réduction du nombre des particules. L'observation des sauts quantiques d'un ion unique a servi à la mesure des durées de vie du niveau métastable, préparation pour l'interrogation de la transition d'horloge dans des conditions bien contrôlées. La réduction du micromouvement "excessif" a été abordée par différentes techniques, notamment par l'observation des résonances noires en variant la géométrie des faisceaux lasers. Les travaux en cours sur l'observation du spectre de bandes latérales du mouvement d'un ion unique sur la transition d'horloge sont discutés. L'étude théorique des effets systématiques prépare les conditions expérimentales nécessaires pour la métrologie des fréquences.
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Macaleese, Luke. "Spectroscopie Infrarouge d'Intermédiaires Réactionnels Organométalliques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00180742.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une nouvelle méthode pour caractériser la structure d'intermédiaires réactionnels organométalliques et, en général, d'ions moléculaires en phase gazeuse. Les techniques modernes d'ionisation en spectrométrie de masse permettent le transfert des espèces chimiques de la solution vers la phase gazeuse, et une technique spectroscopique émergente dite IRMPD (InfraRed Multiple Photon Dissociation) est utilisée pour caractériser leur structure.<br />Nous avons développé cette technique avec deux spectromètres de masse (un piège ICR et un piège quadripolaire de Paul) couplés au laser à électrons libres d'Orsay. Cette source infrarouge a l'intensité requise pour induire l'absorption résonante de multiples photons, et son accordabilité dans l'infrarouge (700-2200cm-1) a été exploitée pour caractériser une grande variété d'ions sélectionnés en masse, en particulier des systèmes organométalliques.<br />Une partie de cette thèse a été dédiée à la mise au point des deux montages expérimentaux, ainsi qu'à la modélisation des spectres IRMPD. Nous montrons que ceux-ci sont très semblables aux spectres infrarouges d'absorption calculés à l'aide de la fonctionnelle de la densité B3LYP. Nous montrons que l'IRMPD permet de caractériser le spin du métal et le mode de coordination d'un ligand polydentate dans des espèces organométalliques réactives très difficiles à caractériser en phase condensée.<br />La réaction d'allylation des amines par un alcool allylique, catalysée par un complexe du palladium, a été étudiée. Plusieurs cycles catalytiques sont proposés, et le spectre IRMPD des intermédiaires réactionnels observés permet, en caractérisant leur structure, de valider un cycle catalytique.
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Grandemange, Pierre. "Piégeage et accumulation de positons issus d’un faisceau pulsé produit par un accélérateur pour l’étude de l’interaction gravitationnelle de l’antimatière." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112352/document.
Full textAbstract:
L'expérience GBAR - Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest - est conçue pour réaliser un test direct du principe d'équivalence faible sur l'antimatière. Son objectif est de mesurer l'accélération d'un antiatome d'hydrogène en chute libre, appelée Gbar. Son originalité réside dans la production d'antiions Hbar+ pour appliquer le refroidissement sympathique afin d'obtenir une température de l'ordre du µK, indispensable à la réalisation de la mesure. Les ions Hbar+ sont produits par les réactions : pbar + Ps -> Hbar + e-, puis Hbar + Ps -> Hbar+ + e-, où pbar représente l'antiproton, Ps le positronium (l'état lié entre le positon et l'électron), Hbar l'antihydrogène et Hbar+ l'antiion associé. Pour produire la quantité de Ps nécessaire à l'expérience GBAR, 2x10^10 positons doivent être injectés sur une cible mésoporeuse de SiO2 en moins de 100ns. Un tel flux nécessite l'accumulation et le refroidissement des positons dans un piège à particules.Cette thèse décrit l'injecteur de positons en phase de démonstration à Saclay pour l'expérience GBAR. Il est constitué d'un piège de Penning-Malmberg (emprunté au laboratoire du RIKEN) alimenté par un faisceau de positons lents. Un accélérateur linéaire d'électrons de 4.3MeV produit le faisceau pulsé de positons en tirant sur une cible de tungstène, modéré ensuite par un modérateur constitué de multiples couches de grilles de tungstène. Le flux de positons lents est de 10^4 e+/pulse, soit 2x10^6 e+/s à 200Hz. Nous présentons dans ce document la toute première accumulation de positons produit par un accélérateur (plutôt qu'une source radioactive), et leur refroidissement dans un plasma de 2x10^10 électrons préalablement chargés dans le piège<br>The Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest experiment - GBAR - is designed to perform a direct measurement of the weak equivalence principle on antimatter by measuring the acceleration (gbar) of antihydrogen atoms in free fall. Its originality is to produce Hbar+ ions and use sympathetic cooling to achieve µK temperature. Hbar+ ions are produced by the reactions : pbar + Ps -> Hbar + e-, and Hbar + Ps -> Hbar+ + e-, where pbar is an antiproton, Ps stands for positronium (the bound-state of a positron and an electron), Hbar is the antihydrogen and Hbar+ the antiion associated. To produce enough Ps atoms, 2x10^10 positrons must be impinged on a porous SiO2 target within 100ns. Such an intense flux requires the accumulation (collection and cooling) of the positrons in a particle trap. This thesis describes the injector being commissioned at CEA Saclay for GBAR. It consists of a Penning-Malmberg trap (moved from RIKEN) fed by a slow positron beam. A 4.3MeV linear accelerator shooting electrons on a tungsten target produces the pulsed positron beam, which is moderated by a multi-grid tungsten moderator. The slow positron flux is 10^4 e+/pulse, or 2x10^6 e+/s at 200Hz. This work presents the first ever accumulation of low-energy positrons produced by an accelerator (rather than a radioactive source) and their cooling by a prepared reservoir of 2x10^10 cold electrons
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Alloschery, Olivier. "Manipulation d’atomes froids par des puces atomiques optiques." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30052.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente le confinement d'atomes froids dans des pièges dipolaires mis en forme par des micro-structures gravées à la surface d'un miroir, à la manière de lentilles de Fresnel. Dans la première partie, nous détaillons le dispositif expérimental que nous avons mis en place pour former un piège magnéto-optique à miroir, et donnons ses caractéristiques. Dans la deuxième partie, nous décrivons les moyens théoriques, numériques et expérimentaux que nous avons utilisés pour dessiner et caractériser différents motifs de lentilles. Nous étudions alors le chargement, la température et la durée de vie des atomes de Césium capturés. Plusieurs géométries sont présentées : lentilles simples (cylindriques ou circulaires), lentille à focale variable, réseaux de lentilles. Un adressage dynamique de ces derniers est démontré. Quelques perspectives sont finalement dégagées, en particulier au sujet des lentilles à focales variables et d'une possibilité d'adressage magnétique des pièges<br>This thesis presents the confinement of cold atoms in dipolar traps formed by Fresnel microstructures fabricated on the surface of a metallic mirror. The thesis consists of two parts. In the first part we undertake a detailed description of the experimental setup realized for a mirror-magneto-optic trap (MMOT) and discuss the characteristics of this trap. In the second part we discuss the theoretical, numerical and experimental tools that we have used for the design and characterization of various Fresnel microlens types. We then study the loading, temperature and lifetime of cesium atoms captured into dipole traps formed from these microstructured Fresnel lenses. Several different geometries are presented: simple lenses (cylindrical and circular), variable-focus lenses and lens arrays. Dynamical addressing of each member of the lens array is demonstrated. Perspectives for future development are finally discussed, in particular concerning the variable-focus lenses and the possibility of magnetic-field addressing of each member of a lens array
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Guerin, Hugo. "Développement d'un refroidisseur-regroupeur quadripolaire radiofréquence pour PIPERADE et mesure de la demi-vie de 17F." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0306/document.
Full textAbstract:
La future installation SPIRAL2 du GANIL, à Caen, permettra de produire une gamme étendue de noyaux exotiques avec des intensités très importantes. Cependant, ces faisceaux ne pourront pas être directement utilisés pour réaliser certaines études de haute précision et devront d'abord être purifiés. C'est pour réaliser ce travail que des équipes du CENBG, du MPIK (Heidelberg), du CSNSM, du LPC Caen, du GANIL et de l'IPNO développent un double-piège de Penning dans le cadre du projet PIPERADE. Ce double-piège nécessitant un travail de mise en forme préalable du faisceau (diminution de l'émittance transverse et mise en paquet), le CENBG est en charge de la réalisation d'un refroidisseur-regroupeur quadripolaire radiofréquence : le GPIB. C'est ce développement qui a constitué la majeure partie de mon travail de thèse, notamment en ce qui concerne les simulations de ce refroidisseur-regroupeur dont les résultats ont permis de trouver une méthode innovante pour la mise en paquet et de valider sa conception mécanique. Nous disposons également d'une source d'ions afin de pouvoir tester le GPIB et le double-piège et il m'a fallu la remonter, la comprendre et la caractériser pour que ces tests soient ensuite possibles. Dans un second temps j'ai aussi participer à l'analyse de l'expérience E622S menée au GANIL et qui avait pour but de déterminer précisément la demi-vie de 17F. Ce travail n'a pas permis d'améliorer la précision sur la demi-vie de 17F mais nous avons cependant quelques doutes sur les 2 précédentes mesures et sur leur détermination du taux de contamination de leurs échantillons<br>The future SPIRAL2 installation of GANIL, at Caen, will produce large range of exotic nuclei with very high intensities. Nevertheless, these beams could not be used directly for some high precision studies and will have to be purified first. To achieve this work, teams of CENBG, MPIK (Heidelberg), CSNSM, LPC Caen, GANIL and IPNO develop a double Penning trap in the framework of the PIPERADE project. Because this double Penning-trap needs some shaping work (reduction of transverse emittance and bunching), the CENBG team is in charge of the realisation of a radio-frequency quadrupole cooler and buncher : the GPIB. This developpement work was the main part of my PhD work, especially for the simulations of this cooler buncher whose results lead us to find a new bunching method and allowed us to approve its mechanical design. We also have an ion source to be able to test both GPIB and Penning trap and I had to reassemble it, to understand it and to characterise it before these tests could be achieved. In a second time I also took part to the analysis of the E622S experiment which aimed to determined precisely the 17F half-life. This work did not lead to a more precise determination of this half-life but we now have some doubts concerning the 2 last measurements and their way to determine the contamination rate of their radioactive samples