Dynamique et contrôle optique des molécules froides

Le travail theorique presente dans cette these concerne la formation de molecules ultra-froides bialcalines et le controle de leurs degres de liberte externes et internes. Cette etude est motivee par les nombreuses experiences en cours visant a l'obtention d'un gaz quantique degenere de molecules dans leur etat fondamental absolu. Le schema de formation etudie repose sur le processus de transfert adiabatique stimule (STIRAP) realise en presence d'un potentiel optique de piegeage (reseau optique) des atomes et des molecules.Nous avons determine les parametres du reseau optique (intensite et frequence du champ laser) qui permettent de pieger efficacement des dimeres d'alcalins en evaluant la polarisabilite dynamique acquise par les molecules soumises a un champ externe. Ces calculs reposent en particulier sur la connaissance detaillee de la structure electronique des molecules. Nous avons identifie des plages de longueur d'ondes dites « magiques » ou la polarisabilite est la meme pour chaque niveau peuple au cours du transfert adiabatique, permettant ainsi un transfert optimal. Ce formalisme nous a egalement permis d'obtenir les coefficients Van der Waals de l'interaction a longue portee necessaires pour etudier les taux de collisions entre molecules.Nous avons realise une etude plus detaillee de la molecule RbCs. En etudiant precisement la probabilite de transition de la molecule vers un niveau excite, nous avons propose un schema STIRAP pour transferer des molecules de RbCs, initialement dans un niveau vibrationnel excite, vers leur etat rovibrationnel fondamental.Ces travaux ont montre l'importance de la connaissance precise de la structure hyperfine de l'etat electronique moleculaire excite pour realiser un gaz degenere de molecules dans un etat quantique bien defini. Un modele asymptotique nous a permis d'obtenir une premiere estimation de la structure hyperfine des courbes d'energies potentielles des premiers etats moleculaires excites des molecules Cs2 et RbCs.