Dissertations / Theses on the topic 'Corrélations en impulsion'

Les collisions entre ions lourds sont étudiées dans le domaine de l'énergie de Fermi par la méthode des corrélations angulaires entre fragments de fission qui permet de déterminer le taux d'impulsion transféré. La mesure des masses de ces fragments permet de déduire les énergies d'excitation atteintes dans les noyaux résiduels. Les résultats présentés concernant essentiellement le bombardement d'une cible de thorium par un faisceau d'argon de 31 à 44 MeV par nucléon et par un faisceau de nickel de 20 à 30 MeV par nucléon. Sur la cible de thorium les corrélations angulaires présentent deux composantes l'une dûe à la fission séquentielle de la cible et l'autre aux collisions centrales dont la contribution diminue avec l'énergie incidente. Le moment linéaire transféré pour les collisions centrales ne correspond pas au transfert complet mais présente une limitation qui est bien reproduite par un modèle simple tenant compte de l'interaction nucléon-nucléon et par un modèle d'émission de prééquilibre. Ce dernier calcul prédit aussi des énergies d'excitation et des masses des systèmes composites en accord avec les mesures. La forme des corrélations angulaires et leur évolution avec l'énergie incidente sont expliquées qualitativement à l'aide d'un modèle d'abrasion-ablation. Les données expérimentales ne permettent cependant pas de distinguer si la limitation en énergie d'excitation dans les noyaux résiduels ou les propriétés de la voie d'entrée sont responsables de la disparition des collisions centrales. Une suggestion en termes de deux mécanismes est faite pour expliquer les grands transferts : l'un dû aux collisions périphériques stables avec l'énergie incidente, l'autre dû aux collisions centrales pour lesquelles la compression plus grande ferait abaisser la température cri­ tique et ainsi décroître la section efficace
Heavy ion collisions are studied in the ferrmi energy domain by means of the angular correlation method which allows to determine the amount of transferred linear momentum. Fragment mass measurements permit to deduce the excitation energies reached in the residual nuclei. The present results essentially deal with reactions, induced on a thorium Target by an argon beam from 31 to 44 mev per nucleon and by a nickel beam from 20 to 30 mev per nucleon. With the thorium target, the angular correlations show two components, One due to the sequential fission of the target, the ether due to the central collisions, the contribution of which decreases with the incident energy. The transferred linear momentum for these central collisions does not correspond to the full transfer but shows a limitation well reproduced by a simple model taking into account the nucleon-nucleon interaction and by a preequilibrium emission model. This last calculation predicts also the excitation energies and the mass of the composite systems in agreement with the mass measurements. The shapes of the angular correlations and their evolution with bombarding energy are qualitatively explained through an abrasion-ablation model. However, the experimental data do not permit a discrimination between an excitation energy limitation in the residual nuclei and entrance channel properties to be responsible of the central collision disappearance. One suggests an explanation of the high transfers in terms of two mechanisms: one due to peripheral collisions stable with the incident energy, the other one arising from central collisions for which the larger compression would lower the critical temperature and so decrease the cross section

Cette thèse présente l'étude de deux aspects de la structure nucléaire du noyau d'hélium-3 par diffusion inélastique d'électrons : ses fonctions de réponse longitudinale et transverse et la distribution en moment des protons de grande impulsion. De la mesure des sections efficaces inclusives (e,e') à des énergies incidentes entre 120 et 667 MeV, nous avons extrait les fonctions de réponse électromagnétiques pour des transferts de moment 250 ≤q≤ 650 MeV/c et d'énergie 0 ≤ω≤ 450 MeV, couvrant la région quasi-élastique et une partie de la résonance delta (1232). Elles sont correctement reproduites par des calculs théoriques récents incluant les interactions dans l'état final et les courants d'échange mésiques. Contrairement aux noyaux moyens et lourds, la règle de somme coulombienne est saturée pour≤ q ≤ 500 MeV/c. La retombée à zéro de la réponse longitudinale au-delà du pic quasi-élastique confirme le caractère transverse des courants d'échange mésiques et de l'excitation de la résonance delta dans le noyau. La mesure des sections efficaces exclusives (e,e'p) à une énergie incidente de 560 MeV nous a permis une détermination "directe" des distributions d'impulsion des protons de 300 à 600 MeV/c pour les deux canaux de désintégration pd et ppn. Les données obtenues sont en bon accord avec des calculs récents de la fonction d'onde, et n'indiquent pas d'excès de composantes de haut moment. L'étude du canal de désintégration ppn indique que les composantes de grande impulsion dans l'hélium-3 sont dominées par des processus à deux nucléons, à savoir les corrélations nucléon-nucléon à moyenne et courte portée. Les arguments en faveur de cette thèse sont d'ordre cinématique­ déplacement du spectre en énergie manquante et dynamique comparaison des distributions d'impulsion des protons dans l'hélium-3 et le deutérium
This thesis presents the study of two aspects of the helium-3 nuclear structure by deep-inelastic electron scattering longitudinal and trans- verse response functions and high proton momentum components. From inclusive (e,e') cross sections measurements at incident energies between 120 and 667 MeV, we have separated the two electromagnetic response functions for momentum transfers 250 ≤ q ≤ 650 MeV/c and energy transfers 0 ≤ ω ≤ 450 MeV, covering the quasi-elastic region and part of the delta (1232) excitation. They are satisfactorily reproduced by recent calculations including final state interactions and meson exchange currents. Contrary to medium and heavy nuclei, the Coulomb sum rule is saturated for q 500 MeV/c. The longitudinal response tails off beyond the quasi-elastic peak, what confirms the transverse character of meson exchange currents and delta excitation in nuclei. The measurement of exclusive (e,e'p) cross sections at 560 MeV incident energy allowed us a "direct" determination of the proton momentum distributions from 300 to 600 MeV/c for both pd and ppn break-up channels. The obtained data are well reproduced by recent wave function calculations and do not indicate excess of high momentum components. The study of the ppn break-up clearly indicates that the high proton momentum components in helium-3 are dominated by two-nucleon processes, mainly medium and short range nucleon-nucleon correlations. Arguments in favour of this thesis are twofold : kinematical displacement of missing energy spectra and dynamical comparison of proton momentum distributions in helium-3 and deuteron

Nous présentons dans ce manuscrit des mesures de corrélations spatiales à un et deux corps effectuées sur un gaz de bosons unidimensionnel et ultra-froid piégé à la surface d'une microstructure. Les corrélations à deux corps sont mises en évidence par des mesures de fluctuations de densité in situ ; les corrélations à un corps sont sondées grâce à des mesures de distributions en impulsion. Nous avons observé des fluctuations de densité sub-poissoniennes dans le régime d'interactions faibles, mettant ainsi en évidence pour la première fois le sous-régime du régime de quasi-condensat dans lequel la fonction de corrélation à deux corps est dominée par les fluctuations quantiques. Nous avons également observé des fluctuations sub-poissoniennes quelle que soit la densité dans le régime d'interactions fortes ; notre mesure constitue la première observation d'un unique gaz de bosons unidimensionnel dans ce régime. Le piège magnétique que nous avons utilisé est un piège modulé qui possède la propriété remarquable de découplage entre confinements transverse et longitudinal. Cette spécificité nous a permis de façonner à volonté la forme du confinement longitudinal. En particulier, nous avons pu obtenir des pièges harmoniques et quartiques. Nous avons également utilisé les propriétés de ce piège modulé afin de réaliser une lentille magnétique longitudinale. Cette technique nous a permis de mesurer la distribution en impulsion du gaz, dans le régime d'interactions faibles. Nous présentons deux résultats, obtenus de part et d'autre de la transition molle entre les régimes de gaz de Bose idéal et de quasi-condensat. Sur le plan théorique, nous montrons qu'une théorie de champ classique ne suffit pas à décrire quantitativement cette transition molle pour les paramètres typiques de l'expérience. Nous avons donc recours à des calculs Monte-Carlo quantiques. La température extraite de l'ajustement de nos donnée par ces calculs est en bon accord avec celle obtenue en ajustant les fluctuations de densité in situ avec la thermodynamique de C. N. Yang et C. P. Yang. Enfin, nous démontrons une méthode de compensation de la gravité (piégeage harmonique résiduel) lors de la phase de lentille magnétique, qui nous permet d'améliorer considérablement la résolution en impulsion de cette technique.

Ce travail de thèse est dédié à l'étude des statistiques du nombre et corrélations en impulsion dans des gaz de Bose sur réseaux interagissants. Le modèle de Bose-Hubbard est simulé en chargeant des condensats de Bose-Einstein (BEC) d'atomes d'Hélium-4 métastables dans un réseau optique tridimensionnel (3D). Ce modèle présente une transition de phase quantique d'un superfluide à un isolant de Mott induite par des fluctuations quantiques provoquées par l'interaction. L'objectif de ce travail est de comprendre le rôle de ces fluctuations quantiques en analysant leurs signatures dans l'espace des impulsions. Le schéma de détection original utilisé à cette fin fournit la distribution d'impulsion résolue à l'échelle de l'atome unique en 3D. À partir de ces jeux de données composés de milliers d'atomes individuels, les statistiques du nombre d'occupation de différents sous-volumes de l'espace des impulsions fournissent des informations sur les propriétés de corrélation ou de cohérence du gaz de Bose interagissant. À impulsions proches, ces probabilités d'occupation permettent l'identification de statistiques d'état pur sous-jacentes dans le cas d'états many-body classiques tels que les superfluides en réseau et les isolants de Mott. Dans le régime faiblement interagissant, des corrélations bien établies entre les paires d'atomes à impulsions opposées sont observées. De plus, on constate que ces corrélations entre paires diminuent en faveur de corrélations plus complexes entre plus de deux particules lorsque les interactions sont augmentées. Une observation directe de corrélations non-Gaussiennes encapsule la nature statistique complexe des superfluides fortement interagissants bien en amont de la transition de phase vers l'isolant de Mott. Enfin, lors de la transition de phase, on constate une augmentation des fluctuations du nombre d'occupation du mode du BEC, constituant une signature directe des fluctuations quantiques induisant la transition. Des quantités indépendantes de la taille du système, telles que le cumulant de Binder, présentent des variations abruptes même dans un système de taille finie et semblent prometteuses pour constituer des observables appropriés permettant de déterminer le comportement universel lorsqu'elles sont mesurées dans un système homogène
This thesis work is dedicated to the study of number statistics and momentum correlations in interacting lattice Bose gases. The Bose-Hubbard model is simulated by loading Bose-Einstein condensates (BECs) of metastable Helium-4 atoms into a three-dimensional (3D) optical lattice. This model exhibits a quantum phase transition from a superfluid to a Mott insulator that is driven by interaction-induced quantum fluctuations. The objective of this work is to comprehend the role of these quantum fluctuations by analyzing their signatures in momentum space. The original detection scheme employed towards this aim provides the single-particle resolved momentum distribution of the atoms in 3D. From such datasets made up of thousands of individual atoms, the number statistics of occupation of different sub-volumes of momentum space yield information about correlation or coherence properties of the interacting Bose gas. At close-by momenta these occupation probabilities permit the identification of underlying pure-state statistics in the case of textbook many-body states such as lattice superfluids and Mott insulators. In the weakly-interacting regime, well-established correlations between pairs of atoms at opposite momenta are observed. Furthermore, these pair correlations are found to decrease in favor of more intricate correlations between more than two particles as interactions are increased. A direct observation of non-Gaussian correlations encapsulates the complex statistical nature of strongly-interacting superfluids well before the Mott insulator phase transition. Finally, at the phase transition, fluctuations of the occupation number of the BEC mode are found to be enhanced, constituting a direct signature of the quantum fluctuations driving the transition. System-size independent quantities such as the Binder cumulant are shown to exhibit distinctive sharp features even in a finite-size system, and hold promise for constituting suitable observables for determining universal behavior when measured in a homogeneous system

Dans cette thèse, nous étudions les applications aux mesures de précision à la limite quantique d'un peigne de fréquence optique dans le régime femtoseconde, ainsi que les fluctuations de sa structure spectrale. Pour cela, nous utilisons un formalisme emprunté au domaine de l'optique quantique. Nous démontrons que la structure du peigne peut effectivement être décomposée sur une base de modes, dont chacun est relié à un paramètre physique. À l'aide de mesures projectives, nous montrons qu'il est alors possible d'accéder à une information portée par le champ électromagnétique (tel le délai temporel d'une impulsion), ainsi qu'aux fluctuations de la source laser (en analogie, la gigue temporelle). Finalement, nous proposons l'élaboration d'un système pour générer deux faisceaux quantiques "comprimés en temps", puisqu'ils permettent de mesurer un délai avec une sensibilité accrue par rapport à l'utilisation de ressources classiques
In this thesis, we investigate the usage of an optical femtosecond frequency comb for precision measurements at the quantum limit, as well as the fluctuations of the combs structure. We use a formalism that is borrowed from quantum optics to describe classical phenomenon. We show indeed that the comb structure can be decomposed on a basis of modes, where each of these is attached to a given physical parameters. In a projective measurement scheme, we show that it is then possible to measure an information carried by the electromagnetic field (such as a delay in time) as well as fluctuations from the laser source (in that example, the timing jitter). We finally propose a scheme to generate two beams that are "squeezed in time", since they allow to measure a delay with a better sensitivity than using classical resources

La mise au point des lasers femtosecondes, en particulier dans le moyen-infrarouge, a ouvert une voie d’étude des systèmes biologiques, où les couplages et les fluctuations impliquent des déphasages ultra-rapides. Ce travail participe à l’élaboration d’outils pour l’étude de systèmes vibrationnels, ici la carboxy-hémoglobine HbCO. L’approche du contrôle optimal, d’une part, détermine empiriquement le profil optimal d’une impulsion en vue d’un objectif, nécessitant la programmation d’impulsions de formes arbitraires. Nous avons étudié un prototype d’une technologie acousto-optique de façonnage d’impulsions infrarouges, le Dazzler, conçu par la société FASTLITE. Pour cela, une méthode adaptée de mesure du champ, effectuant la mesure homodyne d’une réplique de l’impulsion dans le domaine visible, a été mise au point. Puis, la production et la mesure d’impulsions infrarouges de formes complexes comprenant un saut de phase spectrale, ont été réalisées, montrant l’adéquation du Dazzler pour des expériences de contrôle cohérent dans les hémoprotéines. D’autre part, la spectroscopie multidimensionnelle mesure la réponse non-linéaire d’un échantillon, constituant un outil puissant d’étude de la surface de potentiel. Un spectromètre bidimensionnel a donc été finalisé, qui combine une géométrie simplifiée, une excellente résolution, une procédure d’auto-calibration itérative et précise, et une solution simple pour éliminer la principale source de bruit. Des mesures de la fonction de corrélation à deux temps de la fréquence de résonance du CO ont enfin été comparées à des résultats préliminaires issus d’avancées théoriques récentes, montrant un accord prometteur pour leur validation
Mid-infrared femtosecond lasers have recently provided a new tool to study complex ultrafast dynamics, especially in biological systems such as hemeproteins. Using these lasers, two kind of powerful experiments can be planned. The first type contains optimal control experiments, in which the principle is to find the optimal shape of a pulse in order to reach one desired final state. This approach requires a way to produce an arbitrary shape of pulses, so in a first part we have worked on a new kind of linear programmable acousto-optic pulse-shaper called Mid-infrared Dazzler, which is produced by the company FASLITE. For this sake, we have implemented a new method to measure weak mid-infrared pulses with complex shapes, based on the homodyne detection of a replica of the mid-infrared field into the visible domain. Then, we have produced and measured shaped pulses which exhibit complex shapes like pi-steps in the spectral phase. This demonstrates the ability of the Dazzler to be used in optimal control experiments with hemeproteins. The second type of experiments contain the multidimensional coherent spectroscopy experiments, which are powerful tools to probe ultrafast dynamics since the principle is to measure the complete non-linear response function, which permits to disentangle the different microscopic informations. We have finalized the building of an innovative two-dimensional spectrometer, which exhibits a simple geometry, an excellent spectral resolution in both axes, an iterative and very precise self-calibration method, and a simple and efficient trick to remove the signal from scattering. Our first measurements of the Frequency-frequency correlation function of the CO vibration bound to Hemoglobin shows a promising agreement with recent progress in the modelization of ultrafast fluctuations

Les métrologies mises en œuvre pour caractériser les écoulements diphasiques font très largement appel à des méthodes optiques non intrusives (PDA, PIV, diffractométrie, turbidimétrie, …) qui reposent sur l’hypothèse de diffusion simple. Elles sont alors inopérantes dans les milieux denses où la diffusion multiple est prépondérante et brouille le signal. Ce travail vise à étudier le potentiel des impulsions lumineuses ultra-brèves et d’une détection résolue en temps pour repousser cette limitation. Avec un tel éclairage, la lumière diffusée dans un milieu se répartit temporellement en fonction des différents trajets optiques empruntés. On peut alors isoler les photons directement transmis appelés photons balistiques des photons diffusés dans le cas d’une détection vers l’avant. Les phénomènes de diffusion résolus en temps ont été quantifiés à l’aide d’outils numériques. Un code de Monte Carlo a été construit. Il utilise les caractéristiques optiques de diffusion simple décrivant l’interaction entre une particule et une impulsion de durée arbitraire obtenues par théorie de Lorenz-Mie ou par séries de Debye. Ce code a pour originalité de prendre en compte les délais temporels dus à l’interaction entre l’impulsion incidente et les particules, en plus des délais dus aux distances inter-particulaires. Ce code montre tout son intérêt pour les grosses particules (50-150 µm). Dans le cas de petites particules (inférieures à 5 µm), un algorithme simplifié de semi Monte Carlo tenant en compte les effets de polarisation peut être utilisé, en ne considérant que les distances inter-particulaires. Des expériences ont été menées sur des solutions étalons très concentrées de particules (polystyrène ou verre) dans l’eau, avec un système femtoseconde. Des comparaisons entre calculs et expériences montrent un très bon accord. Des mesures de concentration et de taille de particules jusqu’à des épaisseurs optiques de 20 ont été réalisées et les perspectives métrologiques de ce travail discutées
Metrologies used to characterize two-phase flows are often based on non intrusive optical techniques (PDA, PIV, diffractometry, turbidimetry, …), which use single scattering hypothesis. Their are ineffective in dense media where multiple scattering is predominant and scrambles the signal. This work is dedicated to study the potential of ultra-short light pulses to overpass this limitation, in association with a time-resolved detection. With this kind of illumination, scattered light is temporally divided versus different optical paths. Direct photons called ballistic photons are distinguished to scattered photons in forward detection. Time-resolved scattering phenomena have been quantified with help of numerical tools. An Monte Carlo code has been built. It uses single scattering characteristics describing interaction between one particle and an ultra-short pulse, obtained by Lorenz-Mie theory or Debye series. The originality of this code is to take into account the interaction time between incident pulse and particles, added to the propagation time between the scattered centers. This code is interesting for large particles (50-150 µm). In small sized particles case (small than 5 µm) a simplified semi Monte Carlo algorithm taking into account polarization can be uses, taking into account only propagation time between the scattered centers. Experiments have been made using a femtosecond system on dense calibrated solutions of particles (polystyrene or glass) immersed in water. Comparisons between computations and experiments show a good agreement. Concentration and particle size measurements have been demonstrated for optical depths until 20 and metrological perspectives are discussed

Cette thèse est dédiée à l’extension de la méthode des corrélations vectorielles à l’étude de la dynamique de photoionisation (PI) de petites molécules non-linéaires telles que CH₃Cl, CF₃I et NÔ, dans deux contextes d’excitation lumineuse distincts : la PI en couche C 1s et Cl 2p de la molécule CH₃Cl induites par rayonnement synchrotron X-mou d’une part, et celle en couche de valence des molécules CF₃I et NO₂ induite par excitation multiphotonique auprès de sources lasers femtosecondes d’autre part. La méthode CV est illustrée par deux types d’observables : le diagramme de corrélation des énergies cinétiques électron-ion(s) et la distribution angulaire des photoélectrons dans un référentiel lié à la molécule, intitulée RFPAD dans le cas général d’une molécule non linéaire, pour Recoil Frame Photoelectron Angular Distribution. Celle-ci permet le test le plus sensible des moments de transition caractérisant la dynamique de photoionisation. Leur extraction des distributions angulaires mesurées s’appuie sur un formalisme unifié développé par R. Lucchese (Texas A&M) pour la PI de molécules de symétrie C₂v et C₃v. Les résultats obtenus par ionisation multiphonique de NO₂, incluant la mise en évidence de la formation de paire d’ions (NO⁺-O⁻), contribuent à la compréhension des chemins réactionnels conduisant à la photolyse de cette molécule dont la dynamique électronique et nucléaire est connue pour être complexe
This thesis deals with the extension of the vector correlation (VC) method to the study of the photoionization (PI) dynamics of small non-linear molecules like CH₃Cl, CF₃I and NO₂ for two kinds of light excitation: on the one hand the C 1s and Cl 2p inner-shell photoionization of CH₃Cl induced by X-ray synchrotron radiation, and on the other hand the valence shell PI of CF₃I and NO₂ induced by femtosecond laser pulses. The CV method leads to two main observables: the kinetic energy correlation diagrams and the photoelectron angular distributions of fixed in space molecules, so-called Recoil Frame Photoelectron Angular Distributions (RFPADs) in PI of non-linear molecules. That observable gives the most complete access to the transition moments describing the photoionization dynamics. The unified formalism developed by R. Lucchese (Texas A&M) enables the determination of the RFPADs for the PI of C₂v and C₃v molecules. The results obtained for multiphoton ionization of NO₂, highlighting the production of the (NO⁺-O⁻) ion pair, contribute to the understanding of the reaction pathways leading to the photolysis of this molecule whose electronic and nuclear dynamics is known to be complex

Ce travail de thèse démontre une technique de détection capable de mesurer, avec une sensibilité à l'atome unique, l'espace des impulsions d'un gaz ultrafroid chargé dans un réseau optique 3D. Nous avons développé un détecteur basé sur des galettes de micro-canaux, capable de sonder électroniquement des nuages d'Hélium-4 métastable. Le gaz est détecté après un temps de vol de 325ms, suffisamment long pour atteindre l'expansion de champ lointain, où la distribution spatiale du gaz coïncide avec la distribution d'impulsion asymptotique. En se plac{c}ant dans un régime proche du remplissage unitaire du réseau, les effets de collisions entre atomes aux premiers instants de l'expansion deviennent négligeables, et donc la distribution d'impulsion asymptotique est égale à la distribution d'impulsion in situ. Nous démontrons expérimentalement cette égalité en comparant nos mesures en champ lointain avec la distribution d'impulsion calculée à partir de l'Hamiltonien de Bose-Hubbard, gr^ace à des simulations Monte Carlo Quantique. Nous observons un bon accord avec la théorie sur plus de 3 ordres de grandeur en densité. Ces simulations sont calculées à partir de nos paramètres expérimentaux, la température étant la seule variable ajustable. Nous utilisons ensuite cette comparaison pour réaliser une thermométrie précise du gaz sur réseau, permettant une exploration de la transition superfluide-gaz normal à travers la mesure directe de différentes quantités, comme la fraction condensée ou la fonction de corrélation à deux particules
In this thesis, we report the demonstration of a detection technique able to probe, with a single-atom sensitivity, the momentum distribution of an ultracold gas loaded inside a 3D optical lattice. We have developed a micro-channel plate detector, able to electronically probe clouds of metastable Helium-4. The gas is detected after a time-of-flight of 325ms, long enough to reach the far-field expansion, where the spatial distribution of the cloud can be mapped to the asymptotic momentum distribution. By putting ourselves in a regime where the lattice filling is close to unity, the atomic collisions in the first instant of the expansion become negligible, so that the asymptotic momentum distribution is equal to the in situ momentum distribution. We experimentally demonstrate this equality, by comparing our far-field measurements with the momentum distribution calculated from the Bose-Hubbard Hamiltonian, thanks to ab initio quantum Monte Carlo simulations. We show a good agreement with the theory over more than 3 orders of magnitude in density. Those simulations are calculated with our experimental parameters, the temperature being the only adjustable variable. We then use this comparison to perform a precise thermometry of the lattice gas, allowing us to explore the superfluid-normal gas transition through a direct measurement of different quantities, like the condensed fraction or the two-particles correlation function

Mon travail de thèse a porté sur le développement de nouvelles méthodes de Résonance Magnétique Nucléaire pour l’étude des solides. Les méthodes développées sont compatibles avec des champs magnétiques élevés et une rotation rapide de l’échantillon autour de l’angle magique. Nous avons notamment développé une nouvelle méthode pour observer les proximités hétéronucléaires dans les solides. Cette méthode, baptisée PT-HMQC, consiste à manipuler les populations des transitions satellites des noyaux quadripolaires pendant les temps de défocalisation et de refocalisation. Cette manipulation permet d’accélérer le transfert de cohérence hétéronucléaire et ainsi d’augmenter la sensibilité des méthodes HMQC permettant l’observation indirecte d’isotope quadripolaire. Pour manipuler les transitions satellite, nous avons introduit de nouvelles impulsions radiofréquence modulées en amplitude et en fréquence. Ces impulsions, qui réalisent un quadruple balayage en fréquence, sont plus robustes dans le cas d’échantillon contenant des sites soumis à des interactions quadripolaires différentes. Nous avons aussi introduit une nouvelle méthode pour l’acquisition et le traitement des expériences RMN bidimensionnelles. Nous avons montré que la covariance permet de traiter des expériences enregistrées avec une acquisition continue non-uniforme. Ces méthodes permettent de réduire le temps d’expérience et d’améliorer la sensibilité sans affecter la résolution
This thesis focus on the development of novel Solid-State Nuclear Magnetic Resonance (SS-NMR) methods. The proposed methods are compatible with high magnetic fields and fast MAS. Main achievements comprise :(1) the new pulse sequence (PT-HMQC) for heteronucler experiments. The major limitation of HMQC experiments is their lack of sensitivity, especially involving quadrupolar nuclei with short T2 values. We propose a simple and robust strategy by manipulating the populations of the satellite transitions (ST) during the mixing time, to accelerate the rate of coherence transfer, and enhance the sensitivity of J-HMQC experiments with indirect detection of the quadrupolar nucleus. With the introduction of new shape pulses (quadruple sweeps pulses), we find the best method, PT-J-HMQC with QFS (Quadruple Frequency Sweep), which is more robust to samples with different sites with different CQ value.(2) the new data processing methods for homonuclear experiments. We combine covariance (COV2D) spectroscopy with non-uniform continuous acquisition (NUCA) scheme, such as linear profile (Lk) and Gaussian profile (Gk). Furthermore, we add various sampling schemes, such as NUS (non-uniform sampling) and CUO (t1 cut-off). We find that covariance treatment, combined with the CUO sampling and Gaussian accumulation profile provides better gain in experimental time, better S/N, without loss of resolution

L'autosimilarité et l'évolution asymptotique intermédiaire sont des caractéristiques fondamentales de divers phénomènes physiques. Les recherches dans le domaine de l'optique ont mené à la prévision et à l'observation du similariton, nouvelle classe d'impulsions optiques ultracourtes présentant un profil d'intensité parabolique et développé par celles-ci au cours de leur propagation dans un amplificateur fibré à dispersion normale. Au delà de leur intérêt scientifique, les similaritons optiques sont d'une importance pratique primordiale du fait que leur profil peut être maintenu sans distorsion dans toute fibre à dispersion normale active ou passive et parce qu'ils possèdent un chirp strictement linéaire facilitant leur compression. Ce mémoire s'attache à mettre en évidence les possibilités d'obtention de ce profil dans un amplificateur à fibre dopée erbium. Les impulsions expérimentales caractérisées à l'aide d'un dispositif FROG présentent un profil d'intensité ainsi qu'une dérive fréquentielle en accord avec les résultats issus d'un modèle numérique. Nous avons aussi été en mesure d'étudier la formation des ailes du similariton durant son régime asymptotique intermédiaire. Une application typique des similaritons consiste dans le développement de sources impulsionnelles ultracourtes; expérimentalement nous avons développé un dispositif femtoseconde totalement fibré combinant un amplificateur à similaritons et une fibre à bandes interdites photoniques.

Les mesures de correlations entre particules legeres emises lors des collisions d'ions lourds permettent d'estimer l'extension spatio-temporelle des sources emettrices. L'etude rapportee dans ce memoire qui concerne les preliminaires de deux experiences de correlations est composee de deux parties. La premiere partie montre a partir d'une experience test, la faisabilite d'une etude de correlations a tres faibles moments relatifs a l'aide d'un spectrometre magnetique. Les resultats permettront de determiner l'importance relative, encore inconnue, de l'interaction dans l'etat final d'une part et des effets coulombiens et de statistique quantique d'autre part. Une etude de correlations sans selection experimentale du parametre d'impact donne des reponses peu claires sur les tailles et les caracteristiques temporelles des systemes emetteurs. La deuxieme partie analyse les sources d'emission de particules alpha detectees dans la chambre a reaction du multidetecteur de neutrons orion utilise comme filtre de violence de reaction. Les resultats montrent qu'il est possible de considerer comme un bon filtre une information rapide dite pic prompt (correlee a la multiplicite neutrons detectee dans orion). Dans de telles conditions une etude de correlations de deux particules emises par des systemes equilibres devient envisageable grace a l'obtention d'une statistique de comptage raisonnable. Les resultats obtenus permettent de caracteriser les sources d'emission (vitesse, intensite, temperature) en fonction de la violence de reaction dans le systeme #2#0#8pb+#9#3nb a 29 mev/u

Ce travail porte sur l’étude théorique de la double ionisation à deux photons de l’atome d’hélium avec comme objectif de comprendre le rôle des corrélations électroniques dans le mécanisme de double éjection. En analysant les distributions en énergie et les distributions angulaires des électrons émis, nous montrons que lors du processus direct, le système initialement dans son état fondamental évolue vers un état hautement corrélé. Les corrélations angulaires forcent les deux électrons à être éjectés dans des directions opposées, le long de l’axe de polarisation. Sous l’effet de "l’écrantage dynamique" c’est-à-dire des corrélations radiales, les deux électrons ont tendance à partager équitablement l’énergie disponible au dessus du seuil de double ionisation. Pour valider ou invalider ce mécanisme, nous proposons de mesurer la distribution des impulsions des ions doublement chargés He++. Tous ces résultats s’obtiennent en résolvant l’équation de Schrödinger dépendante du temps à l’aide d’une méthode spectrale combinée à celle de la matrice de Jacobi. En parallèle, et toujours dans le cas de l’ionisation double à deux photons de l’hélium, nous analysons les effets des corrélations électroniques à l’échelle attoseconde.

Dans cette thèse, nous transférons un condensat de Bose-Einstein d'Hélium métastable dans un potentiel cubique 3D (réseau optique). Ce système constitue une réalisation expérimentale de l'Hamiltonien de Bose-Hubbard où interviennent deux échelles d'énergie: la force d'interaction entre les atomes U et l'énergie cinétique J. Suivant le rapport U/J, l'état fondamental de ce système est soit un superfluide (SF), soit un isolant de Mott (MI). Ces deux phases sont séparées par une transition appelée transition de Mott dont nous avons étudié quelques propriétés au cours de cette thèse. Grâce à l'utilisation d'atomes d'Hélium dans un état métastable, il est possible de détecter ces atomes de manière individuelle et en 3D après un long temps de vol. Ainsi, on a accès à la distribution en impulsion du gaz piégé résolue à l'atome unique, ce qui permet de mesurer les fonctions de corrélation en impulsion à n'importe quel ordre. Nous avons démontré que les corrélations d'ordre 2 et 3 en impulsion sont celles d'un système décrit par une matrice densité gaussienne pour un isolant de Mott loin de la transition. Dans la phase MI, nous avons par ailleurs étudié l'augmentation de la cohérence à une particule en se rapprochant de la transition de Mott. Pour finir, nous avons comparé les distributions en impulsion mesurées expérimentalement à des distributions numériques exactes calculées à partir de l'algorithme Monte Carlo et de nous paramètres expérimentaux pour un panel de températures. Ces comparaisons nous ont permise de mesurer la température des nuages étudiés nécessaire à l'étude de la transition de phase entre un état SF et l'état thermique (NF) qui apparait lorsque le gaz est chauffé au delà d'une certaine température. En particulier, nous avons mesuré l'évolution de la fraction condensée le long des transitions de phases SF-MI et SF-NF. Nous avons montré que si l'évolution de la fraction condensée en fonction de la température permet de mesurer la position de la transition de phase SF-NF, l'inhomogénéité des nuages étudiés rend la mesure de la position de la transition de Mott plus compliquée. Dans ce cas, nous avons donc étudié d'autres observables
In this work, we transfer a Bose-Einstein condensate of metastable Helium atoms to a 3D cubic lattice potential (optical lattice). This system is an experimental realization of the Bose-Hubbard Hamiltonian that depends on two parameters that are the interaction strength U between the atoms and the kinetic energy J. Depending on the value of the ratio U/J, the ground state of the system is either a superfluid (SF) or a Mott insulator (MI). In the experiment, we investigated the Mott transition that separates the SF and the MI phases. Thanks to the use of He$^*$ atoms, one can detect the atoms individually and in 3D after a long time-of-flight. As a result, we access the in-trap momentum distribution of the lattice gases probed with a single atom sensitivity and one can compute the momentum correlations at any order. We demonstrate that the 2 and 3-particles correlations of a Mott insulator deep in the MI phase are the ones of a system described by a gaussian density operator. In the MI phase, we investigate the restoration of the first-order coherence on approaching the Mott transition. Finally, by comparing the momentum distributions measured in the experiment with Quantum Monte Carlo numerical simulations performed with the experimental parameters and calculated for a wide range of temperatures, we calculated the temperature of the lattice gases probed, allowing us to investigate the transition between a SF and a thermal gas (NF) that occurs when increasing the temperature of the system. We notably have measured the condensate fraction across the SF-NF and the SF-MI transitions. We demonstrated that when probing trapped systems, if the condensate fraction is a good observable to locate the position of the phase transition, it is not the case for the SF-MI transition. We thus probed different observables

Ce document présente une synthèse de mes travaux de recherche postérieurement à la thèse de doctorat. Depuis le début de mes travaux de thèse en 1992 et jusqu'au début de l'année 2000, mes recherches ont été effectuées dans le domaine du traitement optique du signal. Depuis, mes principales activités de recherche concernent le domaine de la microsonique, et plus précisément des ondes élastiques guidées ou de surface. Je présente successivement mes contributions à ces deux domaines, puis les perspectives de cette thématique de recherche, et les directions que j'entends prendre dans les années à venir. A partir de 1995, à la suite de ma thèse, j'ai poursuivi mes travaux en corrélation optique. Je me suis intéressé aux aspects théoriques de la corrélation optique, ainsi qu'à des moyens pratiques d'utiliser les solutions optimales obtenues dans les corrélateurs existants. J'ai également étudié de nouvelles applications des modulateurs spatiaux de lumière pour le traitement optique du signal, et plus particulièrement des systèmes originaux d'imagerie programmable et un capteur de front d'onde à balayage. Par la suite, je me suis intéressé au traitement des impulsions laser ultrabrèves, domaine dans lequel le contrôle de la forme temporelle des impulsions présente un intérêt considérable. J'ai étudié plus particulièrement des moyens de contrôler et de mesurer la dispersion des impulsions ultrabrèves. J'ai également mené des études sur la possibilité d'obtenir des temps de groupe superluminaux pour les ondes optiques. Dans le domaine de la microsonique, mes travaux sont orientés vers la compréhension de la propagation des ondes électro-acoustiques (liées aux milieux piézoélectriques) dans les microstructures.

Assujettir des atomes ou des molécules à des impulsions lasers de fortes intensités done lieu à une variété de phénomènes hautement non-linéaires, tels que par exemple l'ionisation des électrons et la radiation de photons de hautes fréquences. Les distributions des vitesses des électrons ionisés ou des fréquences des photons radiés encodent des informations pertinentes sur les atomes ou les molécules ciblés à l'échelle temporelle naturelle des électrons, l'attoseconde-qui est un millionième, d'un millionième, d'un millionième d'une seconde. Comprendre la dynamique des électrons ionisés ainsi qu'identifier les mécanismes de radiation de hautes fréquences sont des étapes essentielles afin d'interpréter et décoder les informations cryptées dans les mesures expérimentales.Dans cette thèse, des atomes soumis à des impulsions lasers de fortes intensités polarisées elliptiquement dans le régime infra-rouge sont étudiés théoriquement. Malgré leur nature fondamentalement quantique dans les atomes, les électrons manifestent certains comportements classiques lorsqu'ils sont sujets à des impulsions lasers de fortes intensités. Nous exploitons ces traits classiques pour comprendre et illustrer, à l'aide des trajectoires, les mécanismes physiques en jeu afin d'interpréter les résultats expérimentaux. Après ioniser, le mouvement des électrons est analysé en utilisant des techniques issues de la dynamique non-linéaire. Ce travail de thèse démontre la complémentarité de la mécanique quantique et de la dynamique non-linéaire pour comprendre et illustrer des mécanismes impliqués lorsque des atomes sont sujets à des impulsions lasers de fortes intensités polarisées elliptiquement
Subjecting atoms or molecules to intense laser pulses gives rise to a variety of highly nonlinear phenomena, such as for instance the ionization of electrons and the radiation of high-frequency photons. The distributions of the velocity of the ionized electrons of the frequency of the radiated photons measured at the detector encode relevant informations on the target atoms and molecules at the natural time scale of the electrons, the attosecond-that is, million, million, millionths of a second. Understanding the dynamics of the ionized electrons and identifying the mechanisms of high-frequency radiation are essential steps toward interpreting and decoding the informations encrypted in the experimental measurements.In this thesis, atoms subjected to intense and elliptically polarized laser fields in the infrared regime are theoretically studied. Despite their fundamental quantal nature in atoms, electrons display some classical behaviors when subjected to intense laser pulses. We exploit these classical features to understand and picture, with the help of trajectories, the physical mechanisms at play in order to interpret experimental measurements. After ionizing, the motion of the electrons is analyzed using techniques from nonlinear dynamics. This thesis work demonstrates the complementarity of quantum mechanics and nonlinear dynamics for understanding and illustrating the mechanisms involved when atoms are subjected to intense and elliptically polarized laser pulses

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des travaux de recherche qui visent la détermination de la fréquence fondamentale du signal de parole. La première contribution est relative au développement d'algorithmes de détection du pitch en temps réel à partir d'une autocorrélation circulaire du signal d'excitation glottique. Parmi tous les algorithmes de détection du pitch, décrits dans la littérature, rares sont ceux qui peuvent résoudre correctement tous les problèmes li'es au suivi du contour du pitch. Pour cette raison, nous avons élargi notre champ d'investigation et avons proposé de nouveaux algorithmes fondés sur la transformation en ondelettes. Pour évaluer les performances des algorithmes proposés, nous avons utilisé deux bases de données : Bagshaw et Keele. Les résultats que nous avons obtenus montrent clairement que nos algorithmes surclassent les meilleurs algorithmes de référence décrits dans la littérature. La deuxième contribution de cette thèse concerne la réalisation d'un système de conversion de voix dans le but d'améliorer la voix pathologique. Nous parlons dans ce cas d'un système de correction de voix. Notre principal apport, concernant la conversion vocale, consiste en la prédiction des coefficients cepstraux de Fourier relatifs au signal d'excitation glottique. Grâce à ce nouveau type de prédiction, nous avons pu réaliser des systèmes de conversion de voix dont les résultats, qu'ils soient objectifs ou subjectifs, valident l'approche proposée.