Etude de la transition 1S-3S
Expérience en cours et résultats récentsNous avons mis au point en 2012 une nouvelle source laser à 205 nm. Elle est réalisée par mélange de fréquences entre un laser commercial à 266 nm (532 nm doublé en fréquence) et un laser titane-saphir à 894 nm.
[S. Galtier, F. Nez, L. Julien, and F. Biraben, Opt. Commun. 324, 34–37 (2014)]
Cette source produit un faisceau ultraviolet continu d’une puissance de 10 à 15 mW. Le signal de la transition 1S-3S obtenu avec cette source est représenté ci-contre, pour une durée d’enregistrement de 3h30 (signal à bruit de 170).
L’enregistrement du signal pour différentes valeurs du champ magnétique permet d’estimer la distribution du vitesse des atomes du jet atomique et d’en déduire l’effet Doppler du deuxième ordre. Les autres effets systématiques qui déplacent la transition sont pris en compte : interférence quantique, déplacement lumineux, collisions.
La fréquence de la transition 1S-3S est obtenue avec une incertitude de 2,6 kHz soit \( 9 \times 10^{-13} \) en valeur relative.
Nous prévoyons prochainement d’étudier la transition 1S-3S dans le deutérium et de refroidir notre jet à 77 K.
Nous envisageons dans la suite d’étudier avec un montage analogue la transition 1S-4S à 194 nm, qui n’a pas encore été observée jusqu’à présent.
Publications récentes
- H. Fleurbaey, S. Galtier, S. Thomas, M. Bonnaud, L. Julien, F. Biraben and F. Nez, M. Abgrall and J. Guéna, Phys. Rev. Lett. 120, 183001 (2018) : « New measurement of the 1S-3S transition frequency of hydrogen: contribution to the proton charge radius puzzle ».
- H. Fleurbaey, F. Biraben, L. Julien, J-Ph. Karr and F. Nez, Phys. Rev. A 95, 052503 (2017) : « Cross-damping effects in 1S-3S spectroscopy of hydrogen and deuterium ».
- S. Galtier, H. Fleurbaey, S. Thomas, L. Julien, F. Biraben and F. Nez, J. Phys. Chem. Ref. Data 44, 031201 (2015) : « Progress in spectroscopy of the 1S-3S transition in hydrogen ».