Note ABES Collisions assistées par laser pour la formation d'antimatière Laser assisted collisions for antimatter production GBAR Collision assistée par laser Antihydrogène Positronium Section efficace Approximation de Born États de Volkov Théorie des perturbations dépendantes du temps GBAR Laser assisted collision Antihydrogen Positronium Cross section Born approximation Volkov states Time dependent perturbation theory 539.7 Collisions (physique nucléaire) Particules (physique) Antimatière L’expérience GBAR vise à mesurer la chute libre d’atomes d’antihydrogène ultra-froids (neV). Cela implique de produire des ions d’antihydrogène, obtenus à l’issue de deux réactions d’échange de charge faisant intervenir des antiprotons et des atomes de positronium. Le but de ce travail est d’étudier la possibilité d’augmenter les taux de production d’atomes et d’ions antihydrogène produits, en assistant les deux réactions par laser. Les sections efficaces sont obtenues aux énergies d’antiproton de GBAR (1 - 10keV), en utilisant une approche semi-perturbative proposée par Byron et Joachain. Celle-ci permet de décrire simultanément l’interaction électron-atome (Coulomb Born Approximation ou Continuum Distorted Waves - Final State), l’interaction électron-laser (états de Volkov),et les interactions laser-atomes (premier ordre de la théorie des perturbations dépendantes du temps). L’excitation depuis l’état 1s du positronium par le processus de transition virtuel à un photon est étudiée, en considérant des lasers dont les longueurs d’onde sont proches de 243 nm (raie Lyman-α). Une adaptation de ces lasers est ensuite proposée afin d’exciter les états 3s et 3d (Paschen-β). Les décalages Doppler résultants de la distribution de vitesse du nuage de positronium sont également pris en compte, aux énergies de confinement de 25 meV et 48 meV. Finalement, le nombre d’antiatomes produits est estimé. Comparativement à la situation où les collisions ne sont pas assistées par un laser, les pertes induites par les processus de photo-ionisation et de photo-détachement sont évaluées. The GBAR experiment aims at measuring the free fall of ultra-cold antihydrogens (neV).This implies the production of antihydrogen ions, which are obtained by two charge exchange reactions involving antiprotons and positronium atoms. The goal of this study is to analyse the possibility to increase the production rates of the antihydrogens and the antihydrogen ions produced, by assisting the two reactions with a laser. The cross sections are obtained in the antiproton energy range of the GBAR experiment (1 - 10 keV), by using a semi-perturbative approach proposed by Byron and Joachain. This method,simultaneously, allows the description of electron-atom interaction (Coulomb Born Approximation or Continuum Distorted Waves - Final State), the electron-laser interaction (Volkov states), and the laser-atom interactions (first order time dependent perturbation theory). The positronium excitation from the 1s state by one-photon virtual transition process is studied, by considering lasers whose wavelengths are around 243 nm (Lyman-αline). It is then proposed to adapt these laser sources in order to excitate 3s and 3d states (Paschen-β). The Doppler shifts resulting from the positronium cloud velocity distribution are taken into account as well, at the confinement energies of 25 meV and 48 meV. Finally,the number of antiparticules produced is estimated. Compared to the case of non-assisted collisions, the losses induced by the photo-ionization and photo-detachment processes are evaluated. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 3284223 Université de Strasbourg Strasbourg 2021-12-31 https://theses.hal.science/tel-03197886 application/pdf 3177807 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2020/LEVEQUE-SIMON_Kevin_2020_ED182.pdf http://www.theses.fr/2020STRAE015/abes https://theses.hal.science/tel-03197886 https://theses.hal.science/tel-03197886 Lévêque-Simon Kévin Lévêque-Simon 1992-07-02 FR 252360397 https://theses.fr/2020STRAE015 2020STRAE015 https://doi.org/10.70675/a96fba08z72a5z4abeza047zb4c666a6a3f8 2020-09-25 Physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Hervieux Paul-Antoine MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 056894546 Manfredi Giovanni MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 071011196 Dal Cappello Claude MADS_PRESIDENT_DU_JURY 030949823 Lazauskas Rimantas MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 076621103 Comini Pauline MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 185438938 Dal Cappello Claude MADS_RAPPORTEUR_1 030949823 Véniard Valérie MADS_RAPPORTEUR_2 031818633 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:530 Hervieux Paul-Antoine Manfredi Giovanni Dal Cappello Claude Lazauskas Rimantas Comini Pauline Dal Cappello Claude Véniard Valérie École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 3284223