Etude de la transition 1S-3S
Présentation
Thèses (PhD thesis)
Hélène Fleurbaey (2017)
Sandrine Galtier (2014)
Oliver Arnoult (2006)
Gaëtan Hagel (2001)
Sophie Bourzeix (1995)
Cette expérience a commencé en 1991 et a fait l’objet de cinq thèses de doctorat. Une nouvelle source laser performante à 205 nm a été mise au point en 2012 et des mesures de la fréquence de la transition 1S-3S avec une précision de quelques kHz ont été réalisées. L’étude des effets systématiques qui déplacent la raie est actuellement en cours.
La détermination de la constante de Rydberg et des déplacements de Lamb nécessite d’étudier plusieurs transitions optiques de l’atome d’hydrogène. La fréquence de transition mesurée avec la plus grande précision est celle de la transition 1S-2S réalisée dans le groupe de T.W. Hänsch à Garching. Nous étudions dans notre équipe la transition à deux photons 1S-3S, après avoir longtemps étudié les transitions à deux photons 2S-nS/D.
Un des enjeux de cette expérience est de clarifier le désaccord actuel portant sur la valeur du rayon de charge du proton. La mesure récente à partir de la spectroscopie de l’atome d’hydrogène muonique est en effet en fort désaccord avec les résultats précédents, obtenus en étudiant soit la diffusion élastique électron-proton, soit les diverses transitions optiques de l’atome d’hydrogène. Une mesure de la fréquence de la transition 1S-3S avec une incertitude de 1 kHz donnerait une incertitude de 0,6% sur le rayon de charge du proton.
Compensation de l’effet Doppler du second ordre