Contribution au développement d'un dispositif expérimental d'atomes froids de fer et spectroscopie à ultra-haute résolution de cet atome

Le présent travail est dédié à la conception, la modélisation et l'implémentation d'un dispositif expérimental visant, pour la toute première fois, à piéger et à refroidir par laser des atomes de fer. Dans ce cadre, une contribution majeure au développement de ce dispositif est rapportée ici. Cette contribution comprend notamment la mise en place de dispositifs de stabilisation laser sub-MHz adaptés aux transitions spécifiques de l'atome de fer à 372 et 358 nm, ainsi que l'implémentation d'un ralentisseur Zeeman sur des faisceaux de ces atomes issus d'un four à haute température.

Par ailleurs, des déterminations à ultra-haute résolution de grandeurs spectroscopiques fondamentales liées aux effets isotopiques et de structure hyperfine des transitions à 372 nm et 373.7 nm du fer sont rapportées pour la toute première fois. Une comparaison extrêmement précise de la position de la raie du fer à 358 nm par rapport à la raie de l'iode moléculaire R(90)3-10 à 13957.8542 cm-1 est également présentée. Cette comparaison met à disposition avec la précision requise la dernière donnée spectroscopique qui était inconnue dans la littérature scientifique pour une mise au point optimale du refroidissement laser d'atomes de fer. Elle ouvre la voie à l'implémentation finale du dispositif présenté dans ce travail.