Etude théorique des processus électroniques ayant lieu au cours de collisions atomiques et moléculaires PDF Download
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Author: Hicham Agueny
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Deux domaines différents de la physique des collisions ont fait l'objet de mes travaux de thèse réalisés dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université Moulay Ismail, Meknes-Maroc et l'Université Pierre et Marie Curie, Paris-France: le premier concerne les collisions ion-atome/molécule dans le régime des énergies intermédiaires (keV), alors que le second vise le domaine des collisions électron-atome assistées par un champ laser intense. Bien que distincts, les deux thèmes sont interconnectés puisqu'il s'agit principalement d'étudier, dans des approches non-perturbatives, les phénomènes de diffusion et la dynamique électronique des collisions de cibles atomiques et moléculaires soumis à de fortes et très courtes perturbations. La première partie porte spécifiquement sur la modélisation des processus de transfert électronique et d'ionisation induits lors de collisions d'ions et de cibles atomiques et moléculaires. L'étude porte particulièrement sur les phénomènes d'interférences de type Young, de multi-diffusion et de diffraction Fraunhofer observés au cours de ces processus. La deuxième partie de thèse repose sur une étude des processus de diffusion élastiques et inélastiques induits lors de collisions assistées par un champ laser intense. L'étude s'appuie sur l'analyse spécifique des transitions "libre-libre" au cours lesquelles la cible reste dans son état fondamental après la collision, et des phénomènes de résonance dans le processus d'excitation simultanée électron-photon de la cible.
Author: Hicham Agueny
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Deux domaines différents de la physique des collisions ont fait l'objet de mes travaux de thèse réalisés dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université Moulay Ismail, Meknes-Maroc et l'Université Pierre et Marie Curie, Paris-France: le premier concerne les collisions ion-atome/molécule dans le régime des énergies intermédiaires (keV), alors que le second vise le domaine des collisions électron-atome assistées par un champ laser intense. Bien que distincts, les deux thèmes sont interconnectés puisqu'il s'agit principalement d'étudier, dans des approches non-perturbatives, les phénomènes de diffusion et la dynamique électronique des collisions de cibles atomiques et moléculaires soumis à de fortes et très courtes perturbations. La première partie porte spécifiquement sur la modélisation des processus de transfert électronique et d'ionisation induits lors de collisions d'ions et de cibles atomiques et moléculaires. L'étude porte particulièrement sur les phénomènes d'interférences de type Young, de multi-diffusion et de diffraction Fraunhofer observés au cours de ces processus. La deuxième partie de thèse repose sur une étude des processus de diffusion élastiques et inélastiques induits lors de collisions assistées par un champ laser intense. L'étude s'appuie sur l'analyse spécifique des transitions "libre-libre" au cours lesquelles la cible reste dans son état fondamental après la collision, et des phénomènes de résonance dans le processus d'excitation simultanée électron-photon de la cible.
Author: Gabriel Labaigt
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De façon générale, la physique des collisions concerne l'étude des phénomènes induits par l'interaction de particules en mouvement. En physicochimie moléculaire et en physique atomique, cadres dans lesquels s'inscrit cette thèse, les interactions mises en jeu sont coulombiennes et les partenaires de la collision sont des espèces atomiques ou moléculaires, neutres ou chargées. Celles-ci sont susceptibles de subir au cours de la collision des modifications importantes de leur cortège électronique, à la source même de processus secondaires variés présentant un grand intérêt, par exemple, dans la modélisation de systèmes complexes tels que les plasmas, les milieux astrophysiques ou biologiques. Notre étude s'appuie sur une description théorique semi-classique non-perturbative des processus multi-électroniques au cours de collisions atomiques et moléculaires, à des énergies telles que la vitesse relative des partenaires est comparable à celle de leur électrons de valence. Dans deux systèmes " benchmark " (H+ - Li , He - H2+), nous avons mis en évidence respectivement l'existence de couplages complexes entre voies de réaction impliquant les électrons internes et de valence du lithium et des phénomènes d'interférences et de diffraction d'ondes de matière. Nous avons également étudié des systèmes de collision plus complexes impliquant le carbone, en analysant tout particulièrement des phénomènes multi-électroniques (collisions C(+) - He) - hors approximation des électrons indépendants - et multi-centriques (collisions proton-graphène). Pour ce dernier système, les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les principes d'une nouvelle technique d'imagerie de matériaux 2D.
Author: Nicolas Sisourat
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Pages : 183
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Au cours de cette thèse, nous avons mis au point des modèles et des programmes informatiques originaux pour étudier les processus électroniques au cours de collisions entres particules lourdes (ion, atome ou molécule) pour des énergies allant de quelques keV à plusieurs MeV. Nous avons utilisé une approche semi-classique non perturbative, consistant à résoudre l'équation de Schrödinger dépendante du temps (ESDT) pour les électrons du système dans le champ des noyaux en mouvement. Deux types de méthodes ont été développées pour résoudre l'ESDT. La première, totalement numérique, repose sur la méthode des différences finies. La seconde, semi-analytique, consiste à développer la fonction d'onde sur des bases analytiques. Nous avons appliqué ces programmes à l'étude de plusieurs systèmes, en particulier pour la description de l'ionisation d'atomes ou de molécules par impact d'ions, ainsi que pour l'examen des processus biélectroniques lors de collisions ion-atome et ion-molécule.
Author: Jérémie Caillat
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Pages : 165
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Author: Abdelmalek Taoutioui
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La compréhension des processus électroniques ayant lieu au cours de collisions atomiques présente un intérêt important pour la modélisation de phénomènes observés dans des systèmes complexes tels que les milieux atmosphériques, astrophysiques et biologiques. Ces processus se manifestent au niveau microscopique mais jouent un rôle déterminant sur l'évolution et les propriétés physico-chimiques de ces systèmes macroscopiques. D'un point de vue fondamental, les collisions sont également des "laboratoires" privilégiés pour l'étude de systèmes quantiques à N-corps. Les collisions ion-atome sont d'une importance cruciale dans plusieurs domaines tels que celui concernant la fusion nucléaire par confinement magnétique : la compréhension des processus électroniques est nécessaire pour la modélisation de ce type de plasmas. Cette thèse se situe dans ce contexte et est dédiée à l'étude théorique des processus électroniques qui se manifestent au cours de collisions entre des ions et des cibles atomiques hautement excitées. Dans ce travail, nous avons privilégié la modélisation de la capture électronique et le calcul des sections efficaces pour le système proton-hydrogène. Nous avons adopté deux approches théoriques non perturbatives : la méthode classique CTMC et une méthode semi-classique SCAOCC. Nous avons calculé les sections efficaces totales et partielles de capture pour des cibles excitée initialement jusqu'à la couche n=7. Des comparaisons entre les résultats issus de ces méthodes et les quelques données théoriques disponibles sont réalisées et représentent l'originalité du travail. Des lois d'échelle empiriques pour les sections efficaces totales sont également décrites.
Author: PHILIPPE.. MARTIN
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ETUDE THEORIQUE DE DEUX TYPES DE PROCESSUS RADIATIFS MIS EN EVIDENCE AU COURS DES COLLISIONS D'ELECTRONS RAPIDES SUR DES CIBLES ATOMIQUES. IDENTIFICATION DES RAIES D'EMISSION X DU SPECTRE 3D4F, OBTENUES EXPERIMENTALEMENT DANS DES COMPOSES SOLIDES DE LANTHANE, DE BARYUM ET DE CESIUM SOUMIS A L'IMPACT ELECTRONIQUE DE HAUTE ENERGIE PAR LE PROGRAMME MCDF DE GRANT. PROPOSITION D'UNE DESCRIPTION THEORIQUE DE L'ACTION DU RAYONNEMENT D'UNE SOURCE LASER INTENSE SUR LA DYNAMIQUE DE L'IONISATION PAR IMPACT ELECTRONIQUE D'UNE CIBLE D'HYDROGENE ATOMIQUE
Author: Jean-Michel Launay
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Pages : 159
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Author: Vincenzo Laporta
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Languages : en
Pages : 104
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Le "fil rouge" qui a caractérisé la plupart de ma carrière scientifique a été la détermination des sections efficaces. Le calcul et la mesure d'une section efficace permettent de connaitre en détail la dynamique d'un processus et, en même temps, d'analyser les forces qui interviennent, et donc de tester une théorie physique. Ce mémoire d'HDR porte sur les travaux que j'ai mené pendant les dernières années, dédiés à la dynamique quantique moléculaire ab initio. Ces travaux sont concentrés sur les études théoriques des processus élémentaires pour les collisions réactives à impact électronique impliquant des molécules et des ions excités vibrationnellement et rotationellement, résolus sur les états moleculaires internes. En particulier, mon travail consiste dans le calcul des sections efficaces et des coefficients de vitesse correspondant à l'excitation vibrationnelle, l'attachement dissociatif électronique, la recombinaison dissociative et l'excitation dissociative. Les résultats ont été obtenus en utilisant les codes de chimie quantique ab initio MOLPRO et UK-R-Matrix, dans les approches théoriques du modèle du potentiel complexe local, l'approximation nucléaire adiabatique et la théorie du défaut quantique. Ces résultats représentent les données d'entre pour la construction des modèles cinétiques collisionnels-radiatifs pour les plasmas moléculaires froids, "hors-équilibre", où les dégrés internes des molécules, et souvent même les électrons, ne suivent pas la distribution de Maxwell-Boltzmann et il est, donc, indispensable d'étudier les propriétés thermodynamiques dans une approche dit "état-par-état". Les applications de ces modèles sont très vastes : ils vont de l'astrochimie - la modélisation du milieu interstellaire et la formation des proto-étoiles - à l'ingénierie aérospatiale - la modélisation des flux hypersoniques et de l'onde de choc qui arrivent à la rentrée des navettes aérospatiales dans les atmosphères planétaires - et à l'énergétique - la modélisation du plasma dans les réacteurs à fusion magnétique contrôlée ou les procédés de combustion assistés par les plasmas.
Author: Maurice Monnerville
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Pages : 251
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Le travail présenté ici possède un fort caractère méthodologique et numérique. Ces deux aspects sont présentés dans les travaux qui concernent principalement : 1.la spectroscopie moléculaire théorique avec la mise en place de méthodes permettant le calcul d'états liés et de résonances quantiques dans des molécules di- et tri-atomiques, 2.l'étude théorique de la dynamique des collisions réactives indirectes mettant en jeu trois atomes, afm d'améliorer le calcul théorique des constantes de vitesse et d'analyser l'influence de la topologie de la surface de potentiel sur la dynamique, 3 l'étude théorique de la dynamique des processus de photodissociation de molécules diatomiques isolées puis en interaction avec. un environnement afin de mieux comprendre les processus et l'influence de l'environnement (piègeage d'un photoframent, distribution d'énergie et distribution angulaire des produits, etc ... ) sur la dynamique.
Author: Thierry Duhoo
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Languages : fr
Pages : 114
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Ce travail presente deux etudes theoriques dans le domaine de la dynamique moleculaire a deux atomes. La premiere etude concerne les effets d'alignement lors du transfert avec changement de spin (4s5p #1p4s5p #3p) dans l'atome ca par collision avec un atome he. Ces effets ont ete mis en evidence recemment dans des experiences de jets croises mettant en jeu deux lasers polarises rectilignement, l'un pour aligner initialement l'atome dans l'etat #1p l'autre pour sonder l'alignement final dans l'etat #3p. Tous les effets d'alignement peuvent etre caracterises par un jeu de sections efficaces exprimees dans un referentiel fixe de l'espace, le referentiel de collision. Par une approche quantique independante du temps, nous avons determine les sections efficaces de transfert dans le referentiel de collison pour trois jeux de potentiels des etats electroniques du systeme ca-he. Les resultats sont compares aux resultats experimentaux. La deuxieme etude est consacree a la dynamique de la dissociation de hc1 apres la photoexcitation de la molecule dans l'etat electronique repulsif a#1ii. La photodissociation de la molecule laisse les fragments dans leur etat electronique le plus bas en energie h(#2s) et c1(#2p). Notre etude est basee sur la theorie independante du temps de la photodissociation de molecules diatomiques. Nous avons determine la section efficace totale de photodissociation et les sections efficaces partielles de production de l'atome c1 dans l'une ou l'autre des deux composantes de structure fine (#2p#1#/#2 et #2p#3#/#2). Pour interpreter nos resultats et pour comprendre les mecanismes susceptibles d'affecter les populations dans les deux composantes #2p#1#/#2 et #2p#3#/#2 nous presentons, d'une part un calcul de redistribution du flux quantique dans les etats adiabatiques en fonction de la distance entre les deux atomes et d'autre part la determination, dans une approche semi-classique de l'evolution temporelle des probabilites de transition dans la base des etats adiabatiques.
