Calcul de haute précision d'énergies de transitions dans les atomes exotiques et les lithiumoïdes : corrections relativistes, corrections radiatives, structure hyperfine et interaction avec le cortège électronique résiduel

• Main Author: Boucard, Stéphane
• Language: FRE
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 1998
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_ATOM-PH] Physics/Physics/Atomic Physics; atomes exotiques; relativistes; radiatives; hyperfine; lithiumoïdes
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007148; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/71/99/PDF/tel-00007148.pdf

Dans ce mémoire, nous présentons des calculs d'énergie de transition <br />dans les ions lithiumoïdes et les atomes exotiques : 1) Les nouvelles <br />sources rendent possible la fabrication d'ions lourds fortement <br />chargés. Nous nous sommes intéressés à l'étude de la structure <br />hyperfine des ions lithiumoïdes. Cela nous permet d'examiner les <br />problèmes relativistes à plusieurs corps et la partie magnétique des <br />corrections d'Electrodynamique Quantique (QED). Dans les ions lourds, <br />ces dernières sont de l'ordre de quelques pour-cents par rapport à <br />l'énergie totale de la transition hyperfine. Nous avons également <br />évalué l'effet de Bohr-Weisskopf lié à la distribution du moment <br />magnétique dans le noyau. Nous avons calculé puis comparé ces <br />différentes contributions en incluant les corrections radiatives <br />(polarisation du vide et self-énergie) ainsi que l'influence du <br />continuum négatif. 2) Un atome exotique est un atome dans lequel un <br />électron du cortège est remplacé par une particule de même charge : <br />$\mu^(-)$, $\pi^(-)$, $\bar(p)$\ldots Des expériences récentes ont <br />permis de gagner trois ordres de grandeur en précision et en <br />résolution. Nous avons voulu améliorer la précision des calculs <br />d'énergies de transitions nécessaires à la calibration et à <br />l'interprétation dans deux cas : la mesure de paramètres de <br />l'interaction forte dans l'hydrogène anti-protonique ($\bar(p)$H) et <br />la détermination de la masse du pion grâce à l'azote pionique <br />($\pi$N). Nos calculs prennent en compte la structure hyperfine et le <br />volume de la distribution de charge de la particule. Nous avons <br />amélioré le calcul de la polarisation du vide qui ne peut plus être <br />traitée au premier ordre de la théorie des perturbations dans le cas <br />des atomes exotiques. Pour les atomes anti-protoniques, nous avons <br />également ajouté la correction du g-2. Elle provient du caractère <br />composite de l'anti-proton qui de ce fait possède un rapport <br />gyromagnétique g $\approx$ -5.5856 .