3.5 Conclusion
Nous avons mis en place un nouveau type de cellule, dont la conductivit´e en pr´esence du c´esium est nettement plus faible que celle des cellules en verre. Cette propri´et´e permet d’une part d’exploiter des ´electrodes externes pour appliquer un champ ´electrique dans la cellule, ainsi que nous l’avons v´erifi´e directement sur l’amplification du faisceau sonde, et d’autre part conduit `a une tr`es forte r´eduction des courants de type r´esistifs susceptibles de se d´evelopper sur les parois internes des cellules.
Par ailleurs, les fenˆetres en saphir s’av`erent conserver leur transparence dans les condi-tions de l’exp´erience PV, `a la diff´erence des cellules en verre. De plus, en choisissant des fenˆetres de suffisamment bonne qualit´e (parall´elisme, polissage et bir´efringence) il a ´et´e possible d’utiliser ces fenˆetres comme des ´etalons Fabry-Perot minces, et de contrˆoler leur transmission en jouant sur leur temp´erature.
Enfin notre nouveau montage permet de surchauffer fortement la vapeur de c´esium, et ainsi de d´etruire thermiquement les dim`eres, donc d’inhiber les effets associ´es.
Le nouveau g´en´erateur d’impulsions fournit un plateau de tension satisfaisant `a l’´echelle des impulsions laser, et r´eduit consid´erablement les courants de type capacitifs par rapport au g´en´erateur pr´ec´edent.
Ces premiers r´esultats encourageants incitent nous `a poursuivre l’´etude avec ces nou-velles cellules, et `a entreprendre le diagnostic des champs parasites avec ce nouveau mon-tage.
Chapitre 4
´
Etude des effets syst´ematiques
d’origine magn´eto-optique dans une
cellule en saphir en configuration
longitudinale
4.1 Introduction
A partir de l’ensemble des crit`eres de s´election pr´esent´es au chapitre 2, on peut d´efinir un effet syst´ematique comme un dichro¨ısme plan, d’origine atomique, d’axes `a ±45◦ de la polarisation d’excitation, impair dans le renversement de Ez, qui respecte la sym´etrie de r´evolution de l’exp´erience autour de l’axe de propagation des faisceaux, et dont l’origine n’est pas l’interaction faible mais une combinaison d’imperfections de l’exp´erience.
Au cours de la th`ese de D. Chauvat a ´et´e r´ealis´ee une ´etude th´eorique des combinaisons de d´efauts susceptibles d’engendrer un tel effet syst´ematique. Conjointement, une proc´edure exp´erimentale a ´et´e mise en place pour diagnostiquer le niveau de ces diff´erents d´efauts. Il ressort en particulier de cette ´etude que le d´efaut le plus gˆenant dans les cellules en verre est li´e `a une petite composante de champ magn´etique longitudinale qui se renverse avec le champ ´electrique Ez, et que l’on notera Bz(Eodd
z ). Ce d´efaut est le seul qui puisse engendrer directement un effet syst´ematique. Ce champ magn´etique qui brise toutes les sym´etries du montage peut s’interpr´eter comme la cons´equence d’une fraction chirale de courants ohmiques qui se d´eveloppent sur les parois internes de la cellule en verre, rendue conductrice en pr´esence du c´esium. Dans ce sens, un progr`es important avait ´et´e r´ealis´e en exploitant des cellules cylindriques `a la place de cellules de section rectangulaires. L’effet
syst´ematique correspondant avait ainsi ´et´e ramen´e au niveau de l’effet PV. Un des espoirs fond´es sur les cellules en saphir est pr´ecis´ement de rendre l’effet n´egligeable(< P V /100) grˆace `a la conductivit´e du saphir plus faible que celle du verre c´esi´e par au moins 2 `a 3 ordres de grandeur [42].
Les autres sources d’effets syst´ematiques sont li´ees `a la combinaison d’au moins deux d´efauts. En particulier, on peut engendrer un effet avec un d´efaut de champ magn´etique transverse et un autre d´efaut, soit un champ ´electrique transverse, soit un autre champ magn´etique, mais de parit´e oppos´ee dans le renversement de Ez `a celle du premier. Des sources de tels effets ont ´et´e identifi´ees dans les cellules en verre, mais l’effet syst´ematique correspondant apparaissait comme ´etant petit devant celui engendr´e par Bz(Eodd
z ) ([24] tableau 7.15).
Apr`es avoir mis en place une cellule en saphir et le nouveau g´en´erateur d’impulsions HT, nous nous sommes donc attach´es `a reprendre avec ces nouvelles cellules l’´etude men´ee dans les cellules en verre, c’est-`a-dire l’´etablissement d’un diagnostic atomique complet des champs ´electriques et magn´etiques parasites pouvant conduire `a des effets syst´ematiques.
Dans ce chapitre, pour chaque classe d’effet, champ Bz(Eodd
z ) d’une part, combinaison de champs transverses d’autre part, nous rappellerons le m´ecanisme d’apparition d’un effet syst´ematique, puis le principe du diagnostic atomique des champs parasites mis en jeu. Nous indiquerons ensuite les r´esultats obtenus dans les cellules en saphir. La situation s’est av´er´ee tr`es diff´erente de celle rencontr´ee dans les cellules en verre, bien que les champs parasites ne soient malheureusement pas pour autant ´eradiqu´es.
Influenc´es par les r´esultats obtenus sur les cellules en verre nous avons ´et´e conduits `a des conclusions un peu trop rapides d’o`u r´esultaient d’apparentes contradictions. Celles-ci ne se sont dissip´ees que lorsque nous avons pris conscience du fait que le signal attribu´e au champ Bz(Eodd
z ) pouvait avoir de toutes autres origines que la chiralit´e de courants ohmiques surfaciques. Nous avons ainsi ´et´e amen´es `a d´evelopper d’autres tests que ceux mis en place dans les cellules en verre, pour identifier l’origine des ”pseudo” champ Bz(Eodd
z ) observ´es.
Par la suite, une mesure directe des impulsions de charges traversant la cellule s’est r´ev´el´ee tr`es instructive et le recoupement avec les r´esultats relatifs au pseudo Bz(Eodd
z ) conduit `a des conclusions importantes.
Pour la clart´e de l’expos´e, il nous a paru pr´ef´erable de ne pas chercher `a restituer l’ordre chronologique dans lequel nos connaissances ont progress´e mais de privil´egier l’ordre le plus logique `a la date o`u ce m´emoire est ´ecrit.