Molécule de Rydberg

Une molécule de Rydberg est un excimère (ou exciplexe) dont les états excités sont des états de Rydberg (en)[1],[2].

Histoire

La première molécule de Rydberg identifiée a été le dihélium en 1913[2].

Production

Des molécules diatomiques de Rydberg peuvent être produites par photoassociation d'un atome dans son état fondamental et d'un atome de Rydberg, au sein d'un gaz froid[3]. Il est également possible de former des molécules triatomiques de Rydberg, possédant deux atomes dans leur état fondamental[4],[5].

Propriétés

Certaines molécules diatomiques homonucléaires de Rydberg constituées d'un atome de Rydberg et d'un atome dans son état fondamental ont des moments dipolaires de plusieurs centaines de debyes et des longueurs de liaisons de l'ordre de la centaine de nanomètres[6]. C'est le cas par exemple pour certains états du dimère de césium (Cs₂)[7] et du dimère de rubidium (Rb₂)[8]. De telles molécules peuvent avoir des distributions de leur densité électronique caractéristiques en forme de trilobite ou de papillon[7],[9].

Notes et références

1. (en) Gerhard Herzberg, « Rydberg Molecules », Annual Review of Physical Chemistry, vol. 38, n^o 1,‎ 1^er octobre 1987, p. 27–56 (ISSN 0066-426X, DOI 10.1146/annurev.pc.38.100187.000331, lire en ligne, consulté le 3 décembre 2016).
2. (en) J M H Lo, M Klobukowski, D Bielińska-Wa̧ż et G H F Diercksen, « Effects of confinement on the Rydberg molecule NeH », Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, vol. 38, n^o 8,‎ 29 mars 2015, p. 1143–1159 (DOI 10.1088/0953-4075/38/8/006, lire en ligne).
3. (en) D. A. Anderson, « Photoassociation of Long-Range », Physical Review Letters, vol. 112, n^o 16,‎ 1^er janvier 2014 (DOI 10.1103/PhysRevLett.112.163201, lire en ligne, consulté le 10 décembre 2016).
4. (en) V. Bendkowsky, « Rydberg Trimers and Excited Dimers Bound by Internal Quantum Reflection », Physical Review Letters, vol. 105, n^o 16,‎ 1^er janvier 2010 (DOI 10.1103/PhysRevLett.105.163201, lire en ligne, consulté le 10 décembre 2016).
5. (en) Javier Aguilera Fernández, Peter Schmelcher et Rosario González-Férez, « Ultralong-range triatomic Rydberg molecules in an electric field », Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, vol. 49, n^o 12,‎ 18 mai 2016 (DOI 10.1088/0953-4075/49/12/124002, lire en ligne).
6. (en) Iulia Georgescu, « Molecular physics: Tiny giant », Nature Physics, vol. 11, n^o 5,‎ 30 avril 2015, p. 382–382 (DOI 10.1038/nphys3329, lire en ligne).
7. (en) D. Booth, S. T. Rittenhouse, J. Yang et H. R. Sadeghpour, « Production of trilobite Rydberg molecule dimers with kilo-Debye permanent electric dipole moments », Science, vol. 348, n^o 6230,‎ 3 avril 2015, p. 99–102 (ISSN 0036-8075 et 1095-9203, PMID 25838380, DOI 10.1126/science.1260722, lire en ligne, consulté le 3 décembre 2016).
8. (en) Vera Bendkowsky, Björn Butscher, Johannes Nipper et James P. Shaffer, « Observation of ultralong-range Rydberg molecules », Nature, vol. 458, n^o 7241,‎ 2009, p. 1005–1008 (DOI 10.1038/nature07945, lire en ligne).
9. (en) Thomas Niederprüm, Oliver Thomas, Tanita Eichert et Carsten Lippe, « Observation of pendular butterfly Rydberg molecules », Nature Communications, vol. 7,‎ 5 octobre 2016 (ISSN 2041-1723, PMID 27703143, PMCID 5059458, DOI 10.1038/ncomms12820, lire en ligne, consulté le 3 décembre 2016).