Spectroscopie de très haute sensibilité avec des molécules et métrologie des fréquences

Thèse présentée par Christophe Daussy pour obtenir son
Habilitation à Diriger la Recherche

Les travaux présentés ont été menés au sein de l’équipe HOTES (Horloges optiques et tests fondamentaux par spectroscopie et interférométrie atomique et moléculaire) du Laboratoire de Physique de Lasers (LPL) à Villetaneuse. La philosophie générale de l’équipe est de développer des expériences de très haute précision en spectroscopie moléculaire appliquées à des problèmes originaux de physique fondamentale.
La première partie de ce travail porte sur le développement d’une expérience de recherche d’un effet de non conservation de la parité dans des molécules chirales par spectroscopie laser. Cette expérience nous a conduit à un gain de près de 5 ordres de grandeurs par rapport à la sensibilité de la précédente mesure publiée en 1977. Nous avons conclu au terme de ce travail à la nécessité de passer à une expérience en jet moléculaire pour aboutir à l’observation de l’effet. La sensibilité requise nécessite par ailleurs des sources lasers très bien contrôlées en terme de stabilité de fréquence et de reproductibilité. Nous avons donc développé un lien optique entre le LPL et le SYRTE (Paris) pour le transfert longue distance d’une fréquence d’horloge. Nous avons ensuite appliqué ce transfert à des expériences de métrologie au LPL au cours desquelles nous avons notamment démontré une amélioration significative du contrôle en fréquence de nos lasers à CO2. Enfin depuis 4 ans, nous développons une nouvelle expérience de spectroscopie moléculaire avec pour objectif la première mesure de la constante de Boltzmann par spectroscopie laser à un niveau de quelques ppm. Le travail mené devrait prochainement nous permettre d’atteindre notre objectif. Cette nouvelle thématique nous conduit également à nous intéresser à des problèmes très fondamentaux sur les profils de raies en absorption linéaire.

Membres du jury
Christian J. Bordé, LPL/SYRTE, Université PARIS 13, Observatoire de PARIS
Azzedine Boudrioua, LPL, Université PARIS 13
Christian Chardonnet, LPL, Université PARIS 13
Jean-Marie Flaud, LISA, Université PARIS 12, rapporteur
Marc Himbert, INM, CNAM, rapporteur
Terry Quinn, BIPM, rapporteur
Trond Saue, Institut de Chimie de Strasbourg, Université Louis Pasteur

Mots clés : métrologie des fréquences, spectroscopie moléculaire à ultra haute résolution, étalons de fréquence, interaction faible, constantes fondamentales

Soutenance : Le 20 Novembre 2008 à 09:00

CNRS UMR 7538
Téléphone +33 1 49 40 34 00
99, av. Jean-Baptiste Clément
93430 Villetaneuse, France