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Interprétation de spectres résolus en raies
Permanent : Annick Bachelier, Jean-François Wyart
Thésitif : Ali Meftah
L’interprétation des raies spectrales des atomes et des ions est une discipline plus que centenaire qui a donné à d’autres branches de la physique (plasmas astrophysiques et de laboratoire, physique nucléaire via les effets hyperfins) des outils de diagnostics irremplaçables. Dans un futur proche, la spectroscopie atomique accompagnera les recherches sur la fusion contrôlée dans des installations toujours plus puissantes (tokamak ITER, laser mégajoule LMJ).
Après avoir eu un rôle pionnier en spectroscopie de Fourier infrarouge et contribué à « classer » les derniers spectres inconnus d’atomes neutres dans les lanthanides et les actinides (1970-80), notre laboratoire a établi des collaborations avec des expérimentateurs produisant des ions multichargés par divers moyens (méthode « faisceau-lame », tokamaks, étincelles, plasmas produits par impact laser). Le calcul théorique des niveaux d’énergie et de leurs propriétés radiatives reste au coeur de la classification des spectres. Les méthodes utilisées ici sont principalement perturbatives : la méthode du potentiel paramétrique relativiste construite sur l’équation de Breit-Dirac et la méthode de Racah-Slater, qui dérive de l’équation de Schrödinger ; cette dernière est la mieux adaptée pour décrire les atomes neutres et peu ionisés à couches ouvertes ndN nfN. Les calculs sont effectués au moyen de programmes conçus au laboratoire, de la chaîne de R.D. Cowan, ou du programme RELAC. La fiabilité des résultats peut être confortée par des études généralisées de configurations électroniques incluant tous les ions d’une même séquence pour déterminer l’évolution des intégrales radiales avec le numéro atomique ; c’est une de nos spécificités, utile au calcul de raies « lasantes » dans les séquences isoélectroniques de Ni [1] et Pd .
Par ailleurs, la qualité sans précédent des spectres stellaires fournis par des systèmes embarqués (Hubble Space Telescope) et par les grands télescopes de l’European Southern Observatory, a révélé des erreurs et lacunes dans les données spectrales. Ceci a stimulé des études comme celles, sans antécedent, de Dy III et Ta III [2] et des révisions dans les spectres d’atomes neutres du groupe du platine [3].
La classification de spectres d’actinides, sujet d’étude permanent qui s’applique maintenant à l’einsteinium 99Es I et 99Es II [4], avait abouti à une compilation critique des niveaux et raies dominantes, qui est désormais en accès libre sur la « toile ».
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Pour en savoir plus :
[1] Classification of the Nickel-like Silver Spectrum (Ag XX) from a fast capillary discharge Plasma
A. Rahman, J.J. Rocca, J.-F. Wyart,
Physica Scripta, 70, 21-25 (2004)
[2] The Third Spectrum of Tantalum (Ta III) : Fine and Hyperfine Structure
V.I. Azarov, W-Ü L. Tchang-Brillet, J.-F. Wyart and F.G. Meijer,
Physica Scripta, 67 190 (2003)
[3] Improved Oscillator Strengths and Wavelengths for Os I and Ir I, and new results on early r-process nucleosynthesis
S. Ivarsson, J. Andersen, B. Nordstrom, X. Dai, S. Johansson, H. Lundberg, H. Nilsson, V. Hill, M. Lundqvist, J.-F. Wyart,
Astron. & Astroph., 4091141-1149 (2003)
[4]Studies of electronic configurations in the emission spectra of lanthanides and actinides : applications to Es I and Es II, predictions for Fm I
J.-F. Wyart, J. Blaise, E.F. Worden,
J. Sol. State Chem. 178, 589-602 (2005)
[5]Spectra of Laser Irradiated Xenon and Krypton in the Wavelength Range 0.5-1.0nm V.Nagels, C. Chenais-Popovics, V. Malka, J.C. Gauthier, A. Bachelier, J.-F. Wyart,
Physica Scripta 68, 233-43 (2003)
Compilation critique de niveaux d’énergie
Jean-François Wyart
On peut accéder aux travaux issus de notre groupe à partir du Tableau Périodique
Tables des Actinides
Constantes sélectionnées
Niveaux d’énergie et spectres atomiques des ACTINIDES
J. Blaise et J.-F. Wyart
Publications Jean-François WYART
2006
Energy levels of 4f3 in the Nd3+ free ion from emission spectra
J.-F. Wyart, A. Meftah, A. Bachelier, J. Sinzelle, W.-U L. Tchang-Brillet, N. Champion, N. Spector and J. Sugar
J. Phys. B : Atomic Molecular and Optical Physics 39 p. L77-L82 (2006)
Fine and hyperfine structure in the atomic spectra of niobium S. Kröger, I.K. Öztürk, F.G. Acar, G.C. Basar, G. Basar, J.-F. Wyart
Eur. Phys. J. D p. DOI :.1140/epjd/e2006-00207-y (2006)
"Spectra and Electronic Structures of (...)
