We propose a new doctoral work, from September 2011 (French) :

Microscopie de photodétachement en onde p et aux seuils excités

Lors du photodétachement d'un ion négatif en présence de champ électrique, l'électron éjecté peut suivre deux chemins vers le détecteur. L'observation du système d'anneaux d'interférences électroniques correspondant donne, du point de vue quantique, une vue directe sur le carré de la fonction d'onde transverse d'un électron atomique, avec un agrandissement de l'image qui peut atteindre trois ordres de grandeur pour seulement 0,5 m de vol dans un champ électrique uniforme. C'est le principe de la "microscopie de photodétachement". Le microscope de photodétachement du LAC, mis en service en 1996, reste en 2011 unique au monde. Il a permis de montrer avec quelle fidélité les électrons détachés d'ions négatifs légers se comportent, comme le propose l'approximation admise, en électrons libres. Il a immédiatement rivalisé, grâce à la précision interférométrique qu'il donne aux mesures d'énergies électroniques, avec les méthodes classiques de mesure des énergies de seuil de détachement.

Les projets de l'équipe, en 2011, s'appuient sur l'utilisation de la source d'ions négatifs à spallation acquise au moyen du contrat ANR obtenu en 2006-2009. Cette source produit des courants utilisables d'ions métalliques, susceptibles d'émettre des photo-électrons de moment cinétique orbital impair, au moins égal à 1 (onde p). Les interférogrammes prévus dans ce cas comportent, par rapport au cas du moment cinétique nul (onde s) auquel s'est limitée l'expérience jusqu'ici, un degré de liberté supplémentaire qui peut être exploré en faisant varier la polarisation de la lumière excitatrice. La combinaison linéaire des distributions d'amplitudes produites dans les différents états de polarisation construit en théorie des interférogrammes quelquefois surprenants, dont il est important de vérifier l'allure réelle expérimentalement. Les atomes métalliques en question, au premier rang desquels l'or, ont également des affinités électroniques relativement mal connues, que la microscopie de photodétachement devrait permettre de préciser très significativement.

Parmi les anions susceptibles d'être produits en quantités utilisables par la nouvelle source, les alcalins présentent l'attrait, en raison de l'accessibilité dans le domaine optique de la raie de résonance atomique, de pouvoir être facilement photodétachés vers des seuils excités. Or un cœur atomique excité a toutes les chances d'être beaucoup plus polarisable qu'un cœur atomique fondamental. L'expérience offre donc de nouvelles possibilités d'investigation de la perturbation des interférogrammes de microscopie de photodétachement par le cœur atomique. L'observation de cette perturbation doterait la microscopie de photodétachement des qualités d'une véritable microscopie électronique interne de l'atome neutre, avec la très grande précision énergétique rendue possible par la mesure interférométrique de l'énergie de l'électron photodétaché.