Décélération Zeeman-Stern Gerlach d’un jet supersonique de particules paramagnétiques par une onde de champ magnétique progressive

Ce travail porte sur l’etude et la realisation d’une nouvelle technique de deceleration d’un jet supersonique de particules paramagnetiques en utilisant une onde de champ magnetique progressive co-mobile. Cette technique repose sur une methode de ralentissement basee sur les forces de type Stern Gerlach agissant sur un systeme paramagnetique en mouvement en presence d’un champ magnetique co-propageant. Cette methode tres innovatrice a l’avantage de pouvoir s’appliquer a une grande palette d’especes ouvrant ainsi de nouvelles possibilites d’applications. On decrit une approche theorique adaptee qui permet de faire un lien direct entre la theorie, la programmation des parametres experimentaux, les resultats obtenus et ce d’une maniere systematique, rationnelle et predictive.Ce memoire est compose de trois parties. La premiere porte sur les forces deceleratrices et le calcul des differentes forces, de type Stern Gerlach, utilisees dans nos experiences. Les formules etablies dans cette partie sont essentielles pour l’interpretation des resultats experimentaux. La deuxieme partie porte sur le dispositif experimental : le jet supersonique pre-refroidi, la zone d’interaction et la detection. On donne le detail de la realisation des circuits creant les champs magnetiques necessaires au guidage et a la deceleration du jet. La troisieme partie porte sur les resultats des experiences realisees et leur interpretation directement a partir des equations du mouvement de l’effet Stern Gerlach. Des simulations sont presentees pour etayer les interpretations. On presente les resultats de deceleration obtenus recemment sur l’argon et le neon metastables. Ces resultats valident clairement l’importance de l’ajout d’un champ magnetique uniforme qui definit un axe de quantification adiabatique global pour toutes les particules du jet et permet le decouplage entre la precession des moments magnetiques et l’action des forces de gradient. Ces resultats mettent en evidence, aussi, l’effet de polarisation du jet qui depend du sens relatif du champ magnetique uniforme ajoute par rapport a l’onde de champ magnetique progressive.Enfin, la comprehension et le controle de la dynamique du piegeage a une vitesse donnee, de l’acceleration et de la deceleration necessitent le decouplage entre les effets transverses et les effets longitudinaux de l’onde. Ces derniers sont clairement visibles quand le champ magnetique uniforme ajoute vient limiter les effets transverses de l’onde de champ magnetiques progressive. Les perspectives pour ce nouveau decelerateur Zeeman Stern Gerlach sont grandes. Un premier resultat de piegeage du di-azote metastable a 560m/s est presente et ceci ouvre la voie pour decelerer les molecules paramagnetiques en jet supersonique pulse. La deceleration des radicaux libres et des neutrons est aussi envisageable.