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1 - Contexte scientifique et objectifs du projet. - Le contrôle de processus moléculaires en contact avec un - environnement, tel que le piégeage et la manipulation des - molécules dans des nanocages, ouvre des perspectives importantes. - Nous pouvons citer la conception de nanomachines, de circuits - classiques miniaturisés, le calcul quantique, l'optoélectronique, - et la réalisation de capteurs chimiques. - Combinant les compétences complémentaires des partenaires, ce - projet a pour but le contrôle théorique et expérimental des - processus moléculaires par impulsions laser, lorsque les molécules - sont en contact avec deux types d'environnement : un environnement - collisionnel en phase gaseuse et un solide adsorbant et piégeant - ces molécules. - Les systèmes quantiques en contact avec un environnement montrent - des effets dissipatifs, se manifestant par la décohérence, - c'est-à-dire par la perte des phases quantiques et des transferts - de population incohérents. Le contrôle de tels processus engendre - une dynamique riche et complexe, même pour des modèles simples, - qui a été peu étudiée. - Des stratégies de contrôle de la rotation dans un environnement - collisionnel par des impulsions brèves femtosecondes combinées par - des champs laser adiabatiques (nanosecondes) seront élaborées et - examinées expérimentalement. Les modifications des processus de - collision induites par le champ seront étudiées, dans le but - d'explorer des nouvelles dynamiques. - Le contrôle de la rotation de molécules piégées dans des solides - nanoporeux (zéolithes), et en particulier ses conséquences sur le - transport et leurs propriétés thermodynamiques, seront étudiés - théoriquement et expérimentalement. Des effets tels que le - contrôle de l'adsorption sur des zéolithes seront recherchés, avec - pour application des capteurs chimiques. - - 2 - Description du projet, méthodologie - Ce projet se base sur la combinaison de l'expertise de plusieurs - équipes pluridisciplinaires, en physique théorique et - expérimentale, en chimie et en mathématiques. Le groupe de - physique de l'Institut Carnot de Bourgogne (ICB) à Dijon impliqué - dans ce projet a une expertise théorique et expérimentale dans le - contrôle de processus moléculaires en phase gazeuse, comme - l'alignement induit par laser des molécules. Le groupe de chimie - de Dijon, dont le laboratoire a récemment fusionné avec celui de - physique pour former l'ICB, est expérimenté dans le domaine des - interactions moléculaires avec les solides nanoporeux et de sa - dynamique. Le groupe de Besançon a quant à lui une expertise - reconnue dans les phénomènes de collisions atomiques et - moléculaires. Des zéolithes nanoporeuses spécifiques seront - produites et caractérisées par le partenaire mulhousien, pour être - utilisées dans les expériences de contrôle à Dijon. Le quatrième - partenaire est un groupe de mathématiciens de Dijon, qui a - développé des outils généraux pour les techniques de contrôle - optimal, qui seront adaptés aux processus dissipatifs quantiques. - Des stratégies robustes par rapport à une connaissance imparfaite - (i) du modèle décrivant le système quantique et (ii) de - l'interaction avec le champ et l'environnement seront recherchées - dans le cadre de la théorie de contrôle optimal géométrique, et - par des techniques adiabatiques. - Aligner des molécules efficacement avec des impulsions laser - intenses dans un environnement collisionnel nous permettra de - faire une étude spectroscopique des paramètres collisionnels à des - températures relativement basses, en particulier les paramètres de - relaxation inaccessibles avec les techniques courantes. Ceci nous - permettra d'établir, et de valider expérimentalement, des modèles - précis des effets de l'environnement collisionnel, qui sont - essentiels pour la conception de stratégies efficaces de contrôle - par lasers de la dynamique dissipative. - Des