Refractive index for atomic waves: Theory and detailed calculations

Abstract

Ce travail presente une etude theorique de l'indice de refraction pour une onde de matiere se propageant dans un gaz. Le calcul de l'indice prend en compte le mouvement des atomes du gaz et met en evidence les effets Doppler et Fizeau. Le cas ou les atomes du gaz et ceux de l'onde ont un spin 1/2 est egalement discute, ce qui permet le calcul du pouvoir rotatoire et du dichroisme circulaire d'un gaz optiquement pompe. Finalement, l'indice de l'helium, du neon, de l'argon, du krypton et du xenon est calcule pour une onde de sodium. Ces calculs montrent l'importance des effets de gloire et de la moyenne thermique. Ces effets doivent donc etre pris en compte pour l'interpretation precise des resultats experimentaux. De plus, il apparait que l'indice depend fortement du parametre quantique B = 2μD e σ 2 (en unite atomique). En utilisant les potentiels sodium-gaz rares disponibles dans la litterature, nous obtenons un accord raisonnable entre l'indice calcule et les resultats experimentaux. Cependant, il reste difficile de rendre compte de certaines valeurs experimentales avec les meilleurs potentiels actuellement disponibles.