La dynamique quantique de systèmes atomiques ou moléculaires
Le projet DWBQS (Dynamics of weakly bound quantum systems), financé par l'UE, s'est intéressé à des atomes excités dans des états de Rydberg d'ordre élevé, à cause de leurs propriétés quantiques uniques. Les orbitales avec un nombre quantique principal élevé sont en général bien plus larges que le cœur de l'ion, aussi les atomes de Rydberg sont très gros, très réactifs et très sensibles aux champs et aux collisions. L'exploration des états et des systèmes de Rydberg a fait l'objet d'un nombre croissant d'expériences, visant à expliquer de nouvelles phases quantiques et des propriétés collectives dans des systèmes à nombreux corps. Les scientifiques du projet DWBQS ont exploré les mécanismes de transfert et de rupture dans des systèmes atomiques et moléculaires, excités à l'aide de photons ou de collisions de particules. Les scientifiques ont utilisé des faisceaux laser et des collisions d'ions pour étudier l'intrication quantique, un phénomène qu'Albert Einstein qualifiait d'une «action surnaturelle à distance». L'intrication quantique se produit lorsque deux particules élémentaires restent connectées d'une façon telle que toute action sur l'une a un effet correspondant sur l'autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Les scientifiques ont aussi étudié une catégorie particulière d'états diatomiques à longue distance, et apporté des informations sur la dynamique de paquets d'ondes de Rydberg. En effet, l'excitation depuis l'état de base vers une superposition cohérente d'états de Rydberg d'ordre élevé engendre un paquet d'ondes électroniques. Ces paquets d'ondes sont des systèmes auto-ionisants (des électrons à émissions spontanées) qui ont été générés par une impulsion laser perturbatrice. Les membres du projet ont aussi étudié la réaction de molécules diatomiques dans l'état de base, soumises à des champs électromagnétiques rapides, forts et variant dans le temps. En analysant les données expérimentales, ils ont trouvé de solides preuves de processus multi-électroniques conduisant à la génération d'états auto-ionisants, via des collisions à des énergies intermédiaires. Les avancées théoriques et les informations expérimentales réalisées par le projet DWBQS seront inestimables pour comprendre les phénomènes intervenant dans le traitement de l'information quantique. En particulier, l'étude de l'intrication quantique bénéficiera d'hypothèses ciblées conduisant à des résultats interprétables et indiscutables.
