Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité LES ÉQUIPES DE RECHERCHE Agrégats L’équipe s’intéresse, à un niveau fondamental, à l’étude du processus de nucléation des agrégats. Il s’agit d’étudier, à un niveau micros- copique élémentaire, comment se construit progressivement une nano-gouttelette par collages successifs de constituants (atomes ou molécules) et quelles sont ses propriétés. De telles études permet- tent de comprendre, par exemple, comment on peut former des gouttelettes d’eau liquide, même à très basse température dans un nuage stratosphérique. L’expérience permet de mesurer la section ecace de collage par collision à basse énergie entre un constituant et l’agrégat en formation. Elle permet enn de mieux connaître les pr Vue partielle de l’expérience d’interférométrie atomique.opriétés physiques de l’agrégat telles que sa température de fusion

' www.jpgphotographie.com et sa capacité calorique.

Atomes froids simultanée d’un champ électrique et magnétique. L’eet recherché Comprendre les états particuliers de la matière est très petit, et un gain de plusieurs ordres de grandeur de sensibilité , que l’on appelle les condensats de Bose a été nécessaire pour en faire la mesure, en transformant une mesure -Einstein, est le principal centre d’intérêt de l de polarisation en mesure de fréquence.’équipe. De tels états sont obtenus en refroidissant un ensemble d’atomes à des températures extrêmement basses de quelques micro Femto -Kelvins au dessus du zéro absolu. Les condensats sont ici obtenus par des moyens entièrement optiques, des lasers de puis Cette équipe travaille sur le développement et l’utilisation d’im-- sance. On peut extraire des atomes de ce condensat qui, étant dans pulsions laser ultra-courtes de l’ordre de quelques femtosecondes un état quantique cohérent, vont former un « laser à atomes ». (10-15seconde). Un des axes d’applications est le contrôle cohérent,

c’est-à-dire la capacité à façonner l’impulsion laser pour contrôler l’évolution du système irradié. Cette technique a été appliquée au refroidissement vibrationnel de molécules ou à la dynamique de boîtes quantiques dans des semi-conducteurs. L’équipe a aussi travaillé sur la dynamique ultra-rapide de molécules telles que l’io- dure de méthyle et des molécules à transfert de charge.. En s’intéres- sant par ailleurs à l’application du contrôle cohérent à la factorisation des nombres, l’équipe s’est inscrite dans la thématique de l’informa- tique quantique, qui vise à la mise au point de nouveaux ordinateurs utilisant les principes de la mécanique quantique.

Interactions ions-matière Cette équipe s’intéresse aux eets des rayonnements ionisants, ici essentiellement des protons accélérés, sur des molécules d’intérêt

Interférométrie atomique biologique telles que les bases de l’ADN/ARN. En eet, toute altéra- Ce groupe a construit un interféromètre atomique qui permet la tion de cette macro-molécule peut engendrer au niveau biologique, mesure d’interférences entre ondes de matière avec une très grande la mort de cellules, leur mutation et l’initiation de cancers. précision. Cet interféromètre permet de séparer physiquement les Les rayonnements ionisants peuvent conduire à la fragmentation deux faisceaux atomiques qui interfèrent an d’appliquer des pertur- de ces bases ou à l’émission d’électrons. Les fragments sont détectés bations variées sur un des deux faisceaux. Ce dispositif a permis de par spectroscopie de masse. Une autre classe de molécules étudiée réaliser des mesures avec une précision à ce jour inégalée, telles que est celle des molécules radio-sensibilisantes, qui augmentent l’eet de la polarisation électrique d’atomes de lithium, d’indices de réfrac- des radiations, et qui sont utilisées dans les traitements des cancers tion de gaz rares par rapport à des ondes de matière et des interac- combinant chimio et radio-thérapie. tions atome-surface.

Théorie Optique pour les tests fondamentaux Cette équipe s’intéresse au développement de méthodes mêlant Cette équipe s’intéresse à l’utilisation de l’optique pour tester des mécaniques quantique et classique pour décrire des systèmes propriétés fondamentales de la matière. Elle s’est récemment foca- atomiques et moléculaires en interactions avec un environnement. Il lisée sur l’étude des eets électro et magnéto-optiques. Il s’agit d’étu- peut s’agir par exemple, de la dynamique de fragmentation de molé- dier les modications des propriétés optiques d’un milieu induites cules ou d’agrégats ionisés dans une nano-goutte d’hélium à basse par l’application d’un champ électrique ou magnétique et pouvant température, de l’interaction entre un plasma et une surface avec des conduire au phénomène de bi-réfringence obtenu quand la lumière applications dans le domaine de la fusion nucléaire (projet Iter) ou ne se propage pas de la même façon selon sa polarisation. Plus encore, du contrôle cohérent de processus atomiques et moléculaires. précisément, l’équipe s’intéresse au cas d’un gaz avec application