Des colonnes d'accrétion relient les étoiles jeunes au disque de gaz et de poussière qui les entoure. De nombreuses études numériques ont montré l'existence d'une structure oscillante de plasma choqué au sein de ces colonnes. Cependant, aucune observation n'est en mesure de confirmer l'existence d'un tel phénomène. Ces simulations s'appuient toutes sur le postulat selon lequel le gaz accrété, suit une fonction de refroidissement optiquement mince. L'objectif principal de mon travail a été de m'affranchir de ce postulat. Après avoir amélioré la description de processus microscopiques importants dans le code 1D RHD ALE AstroLabE, j'ai travaillé sur les tables d'opacités, grandeurs clés dans l'interaction entre le champ de rayonnement et la matière. Les résultats obtenus montrent que l'absorption d'une faible fraction du rayonnement est capable d'affecter significativement la dynamique de la structure de gaz choqué, jusqu'à supprimer le comportement oscillatoire prédit. Je me suis également attaché à modéliser de manière cohérente la structure sur laquelle s'effectue l'accrétion: la chromosphère. J'ai pour cela utilisé un modèle simple d'atmosphère chauffée par des ondes acoustiques dégénérant en chocs. Si la dynamique de l'écoulement reste périodique, moyennant quelques perturbations, la luminosité X présente des modulations d'amplitude relativement modestes. Ce travail illustre l'importance du transfert radiatif dans le processus d'accrétion et d'une description réaliste de ce transfert radiatif. Les méthodes qualitatives que j'ai développées, adaptées à une modélisation 1D, ouvrent la voie à d'autres développements, notamment dans le cadre de simulations à plusieurs dimensions. / Accretion columns connect young stars to the surrounding disk of gas and dust. Numerous numerical studies have predicted quasi-periodic oscillations of the shocked structure at the base of these columns. There is, however, no observational evidence of such feature. These simulations rely on the assumption that accreted gas can be described with an optically thin line cooling function. The main goal of my work has been to go beyond this assumption. I started with the improvement of the description of important microscopic processes included in the 1D ALE RHD code AstroLabE. I worked then on the building of adapted opacity tables, to take into account the coupling between radiation and matter. The results show that even by taking into account the absorption of a small fraction of radiation, the dynamics of the shocked gas structure is significantly affected, and the predicted oscillatory behavior may be suppressed. I have concentrated on the coherent modeling of the stellar chromosphere above which the accretion takes place. For this purpose, I used a model based on acoustic waves heating. Although the chromospheric shock waves perturb the dynamics of accretion (which remains periodic), the computed luminosity presents modulations of relative small amplitude. The work highlights the importance of the radiative transfer in the accretion process on young stars and the necessity of an adequate, physically based, description of the radiative transfer. The methods I have developed in this work will foster developments of multi-dimensional simulations.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

If the analyses of trace components in complex organic samples are to be optimised, then these compounds must be isolated either physically or chemically from surrounding matrices. Ion mobility spectrometry (IMS) is an analytical technique used worldwide for the detection of on-site trace compounds. The technique can be optimised to isolate the target species from complex matrices through both physical separation, based on the mobility of the analyte ions at ambient pressure, and chemical discrimination through preferential ionisation of the target. Optimisation of the latter is commonly achieved through doping the spectrometer with a selective reagent gas, termed a dopant. The chemical processes required to optimise the responses of target analytes are dependent on the identity and concentration of the dopant. As such, a variety of dopants have been successfully implemented in ion mobility spectrometers. The technology for the deliverance of dopants in IMS is commonly through permeation sources, which provide a stable chemical environment in the ion mobility cell. Althoughrelatively inexpensive and durable, these devices are difficult to change and generally deliver a single dopant concentration. As a result, only one type of chemistry is possible and the responses cannot be optimised for a range of analytical applications. Such limitationsbecome increasingly significant when IMS is hyphenated to a chromatograph where a range of different dopant conditions may be sought over the course of a chromatographic run. This thesis sought to overcome these limitations through the development and implementation of piezoelectric dispensers, interfaced directly to the transport gas regions of IMS cells. The study demonstrates for the first time the ability to use piezoelectric dispensing as a dopant introduction methodology in IMS for controlling and calibrating a range of dopant chemistries. 2-butanol, acetone, dichloromethane, 1-chlorohexane, 4-heptanone and 1-bromohexane were the candidate dopants chosen for the studies, covering a wide range of physical and chemical properties. The novel technology was used to dispense the target dopants into IMS cells at concentration ranges over three orders of magnitude. Dopant chemistries were achieved within three seconds from the point of dispensing, administered in drop-ondemand formats, and could be delivered either transiently or at steady-state concentrations. The concept was validated through integrated spectral dopant responses. In transient control, dynamic linear relationships of R2 = 0.991 - 0.998 were achieved between dispensed dopant mass and peak area. Under continuous operation, the RSD of the dopant level was < 18% for all dopants. Clear out times for dopant responses were in the order of 3-5 seconds, indicating negligible hysteresis effects. The study also proved the concept of controlling monomer and dimer ion chemistries from 2-butanol actuations when interfaced to a differential mobility spectrometer at mass fluxes between 21 - 1230 ng m-3 , and the simultaneous control of dopants in negative and positive ionisation modes to RSDs <10%. This thesis describes the techniques used to optimise the piezoelectric dispensing of the full dopant range, as well as the full design protocols required to interface to mobility spectrometers. The outcomes from these studies provide a realisation for piezoelectric dispensers as a future mainstream dopant introduction technique for the analysis of complex samples.

La recherche sur la dynamique électronique des atomes et des molécules, exposés à des champs laser intenses, a suscité un grand intérêt dans de nombreuses disciplines au cours des décennies. Dans ce domaine, les expériences de l'interaction laser-matière, pour l'exploration des mécanismes sous-jacents, sont en réelle expansion avec l'avènement des impulsions laser de ultracourtes (femtoseconde et attoseconde). Cependant, la description théorique du l'irradiation laser reste un défi, en particulier pour les systèmes complexes comme le fullerène C60. Pour ce faire, nous exploitons à part entière "La Théorie de la Fonctionnelle de la Densité dépendant du temps (TDDFT)", pour décrire l'émission d'électrons induite par un large éventail d'impulsions laser, de faible à forte intensité, et de la femtoseconde à l'attoseconde de durée. La première partie de la thèse consiste en l'étude de la dynamique électronique du C60, irradié par des impulsions laser de l'ordre de la femtoseconde. Trois mécanismes, l'ionisation à un photon, l'ionisation multi-photon, et l'ionisation à champ fort, sont largement explorés via les Spectres de PhotoÉlectrons (PES) et la Distribution Angulaire des Photoélectrons (PAD). Notre analyse montre que pour une ionisation à un photon, les PES révèlent essentiellement les états occupés à une particule qui peuvent être associés à la dépletion orbitale. Les PAD, quant à eux, peuvent être définis comme un paramètre d'anisotropie sensible aux états électroniques, et non à la fréquence du laser. Pour une ionization multi-photon, les PES sont principalement générés par les orbitales les plus élevées, et les PAD révèlent l'augmentation de l'anisotropie avec l'ordre des photons. Pour une ionisation à champ fort, les PES sont caractérisés par un large plateau à hautes energies, cause de la réintégration des électrons émis, les détails de ce plateau sont analysés à l'aide d'un modèle à trois étapes. Les PAD des électrons à haute énergie montrent un fort alignement le long de la polarisation laser, générant ainsi un faisceau d'électrons hautement collimaté. De plus, nous discutons également des effets de la température du mouvement ionique sur les PES et PAD. La deuxième partie du travail est centrée sur l'ionisation des atomes et des molécules qui sont soumis à des impulsions de l'ultraviolet extrême (XUV) de l'ordre de l'attoseconde en présence d'un champ infrarouge (IR). En utilisant des paramètres laser similaires aux expériences, nous constatons que pour l'atome He, l'ionisation est répartie en cycles sur l'échelle attoseconde de temps en function du déphasage entre les ondes IR et XUV, alors que pour l'atome Ar ceci n'existe pas. Pour mieux comprendre ce phénomène, nous faisons une étude systématique sur l'effet des paramètres clé du laser dans le régime IR. Nos résultats montrent que l'intensité du laser IR et la fréquence XUV sont des paramètres décisifs. Nous étudions en outre, les effets de résonance sur l'émission d'électrons dans Na2, et nous constatons que modèle d'ionisation peut être liée soit à la fréquence laser IR, soit la fréquence propre du système. Nous étendons ensuite au régime mi-IR (MIR), où des modèles d'ionisation plus complexes sont observés. Enfin, nous développons un modèle schématique qui représente l'émission d'électrons dans un champ laser à deux couleurs, et une solution analytique de la probabilité d'ionisation est également obtenue, ce qui explique bien les principales caractéristiques du modèle d'ionisation. / The investigation of ionization dynamics of atoms and molecules illuminated with intense laser fields has attracted a great of interest in many disciplines over the decades. In this context, experiments of laser-matter interaction on the exploration of underlying mechanisms are considerably expanding with the advent of ultrashort femtosecond and attosecond laser pulses. However, the description of the laser irradiation process from a theoretical perspective is still a challenge, in particular for complex systems, such as the fullerene C60. To that end, we turn to exploit a fully fledged approach "Time-Dependent Density-Functional Theory (TDDFT)" to describe electron emission induced by a broad range of laser pulses from weak to strong and from femtoseconds to attoseconds. The first part of the thesis contributes to the study of ionization dynamics of C60 irradiated by femtosecond laser pulses. Three ionization mechanisms, single-photon ionization, multi-photon ionization, and strong-field ionization, are extensively explored via photoelectron spectra (PES) and photoelectron angular distribution (PAD). Our analysis shows that for single-photon ionization, the PES basically reveal the occupied single-particle states which can be associated with the orbital depletion, and the PAD can be generalized into the anisotropy parameter which sensitively depends on the electronic states instead of the photon frequency. For multi-photon ionization, the PES are mostly generated by few uppermost orbitals, and the PAD reveal larger anisotropy with the increase of photon order. For strong-field ionization, the PES are featured by an extended plateau at high energies due to electron recollisions, and the delicate pattern on the plateau is analyzed by using a three-step model. The PAD of the high-energy electrons shows a strong alignment along the laser polarization, which is promising to generate a highly collimated electron beam. Moreover, we also discuss temperature effects from ionic motion on the PES and PAD. The second part of the work focuses on the ionization dynamics of simple atoms and molecules subject to extreme ultraviolet (XUV) attosecond pulses in the presence of an infrared (IR) field. Using similar laser parameters as experiments, we find that for He atom it leads to subcycle ionization on the attosecond time scale depending on the delay time between IR and XUV pulses, while for Ar atom this is absent. To better understand it, we make a systematic study on the effect of key laser parameters in the IR regime. Our results reveal that IR laser intensity and XUV frequency are decisive parameters. We further study resonance effects on electron emission in Na2 molecule, and we find that ionization pattern can be related to either IR laser frequency or the eigenfrequency of the system. We then extend it to the mid-IR (MIR) regime, where more complex ionization patterns are observed. Finally, we develop a schematic model accounting for electron emission in two-color laser field, and an analytical solution of ionization probability is also obtained, which well explains the main characteristics of the ionization pattern.

There is currently no definitive biomarker for Alzheimer's Disease (AD), confirmation of diagnosis is only possible post-mortem. Magnetic resonance spectroscopy (MRS) has potential in aiding diagnosis, an MRS scan can be performed during an MRI scan, only adding around 10 minutes to scan time. Use of data from the two scans may allow more accurate diagnosis of AD. This thesis investigates a transgenic mouse model of AD, the TASTPM mouse, using in vitro and in vivo MRS as well as matrix assisted laser desorption ionisation mass spectrometry imaging (MALDI MS Imaging). The first aim of the study was to search for a biomarker of AD that may allow better diagnosis or further our understanding of the pathology of the disease. The second aim was to evaluate the TASTPM mouse as a model of AD for use in preclinical testing of amyloid lowering agents. The third aim was to investigate a thalamic pathology in the TASTPM mice using MALDI MS Imaging. Metabolically, we found differences between the brains of TASTPM mice and their wild type base strain in both in vitro and in vivo scans. These differences may be exploited in the preclinical testing of novel amyloid lowering therapies. We also found similarities with human AD and other mouse models, lower N-acetylaspartate, lower glutamate and higher myo-inositol are all observed in human AD, as well as the TASTPM mice in vivo. We also found further evidence of impaired neuronal energy metabolism in TASTPM mice, such as lower succinate. Cerebral hypometabolism is a symptom of human AD. The TASTPM mouse seems to be a fairly good approximation of the human disease, sharing several traits. In our investigation of the thalamic pathology, we discovered a peptide which was strongly localised to the regions of the pathology and isolated it, but were unable to identify it, the work in this area will continue.

Results of I-Xe analyses have been obtained from meteorite samples that experienced different extents of thermal processing in the early Solar System in order to help characterise the movements of iodine and xenon in the early Solar System and constrain the timing of these movements using the I-Xe chronometer. Samples were irradiated to convert 127I to 128Xe* and allow simultaneous measurements of iodine and xenon isotopes. Xe isotopes were measuring using the RELAX mass spectrometer.I-Xe ages of material of different metamorphic grade from R-chondrites NWA 6492, NWA 830 and NWA 3364 suggest a link between the time of closure to Xe-loss and extent of metamorphism on the R-chondrite parent body. However, further I-Xe analyses of R5 material from NWA 6492 and R4 and R6 material from other R-chondrites are needed to confirm this. The most primitive material analysed give I– Xe ages between 4559 – 4554 Myr, slightly later than reported Mn-Cr ages. This may support the ideal of radial heterogeneity of 53Mn in the early Solar System. However differences could also be due to variations in the samples analysed. Future analyses of I-Xe and Mn-Cr ages in mineral separates from the same R-chondrite are recommended in order to investigate this hypothesis. Closure to Xe-loss in chondrules on the R-chondrite parent body appears to have occurred ~5 – 10 Myr later than on the ordinary and enstatite parent bodies. This implies either later accumulation of material or slower cooling in a larger body.Comparisons of I-Xe systematics in anomalous eucrites Bunburra Rockhole and Ibitira and “nomalous” eucrites Juvinas and Béréba show lower 129I/244Pu ratios in the “nomalous” eucrites. This is not due to formation on a less volatile-rich body but instead reflects extended loss of Xe on 4 Vesta. 129I/244Pu ratios indicate igneous processing continued on 4 Vesta for ~50-100 Myr after geological activity had ceased on the anomalous eucrites parent bodies. The extended processing seen in Juvinas and Béréba is attributed to formation on a larger body that retained heat for longer. If, as the data suggest, the anomalous eucrites formed on a separate parent body it must have been catastrophically disrupted as Vesta is thought to be the only remaining differentiated asteroid. The larger size of Vesta may explain why it has uniquely survived the impacts that destroyed its siblings. Analyses of the unique achondrite GRA 06129 show that the I-Xe system in this meteorite has no chronological significance. The data instead suggest that iodine-bearing plagioclase formed early but thermal metamorphism resulted in loss of 129Xe* from iodine bearing sites. Uranium-bearing apatite appears to be a secondary mineral that incorporated parentless 129Xe* and 129Xe*that had been redistributed during earlier metamorphism. A trapped-Xe component released at high-temperatures may be a primitive component such as Q-Xe, though terrestrial–Xe acquired during weathering cannot be ruled out by this study. If Q-Xe is present, it is most likely hosted in a primary phase other than plagioclase. During its terrestrial residence time GRA 06129 acquired iodine via Antarctic weathering. I-Xe analyses on Antarctic meteorites should therefore be carried out with caution. Further Xe analyses of mineral separates from GRA 06129 would help constrain the host phase of the trapped Xe. That the I-Xe system of the plagioclase has been completely reset make it a good candidate mineral for I-Xe dating of primary processes whereas I-Xe dating of apatite appears more problematic.

Cette thèse s’intéresse à la photo-ionisation de systèmes atomiques et moléculaires en phase gazeuse à l’aide d’harmoniques d’ordre élevé, un rayonnement cohérent dans le domaine de l’extrême ultraviolet (10-100 eV) sous la forme de trains d’impulsions attosecondes (1 as = 10-18 s). Dans un premier temps, les dynamiques électroniques au cours de l’auto-ionisation de gaz rares sont étudiées par interférométrie électronique. L’auto-ionisation résulte de l’interférence entre un chemin d’ionisation direct et un chemin résonant pour lequel l’atome reste transitoirement piégé dans un état excité.L’amplitude de la transition associée à ces processus est accessible via des expériences de photo-ionisation dans le domaine spectral (sur synchrotron par exemple), mais ce n’est pas le cas de la phase qui est pourtant essentielle à la compréhension de la dynamique électronique.Nous avons développé plusieurs méthodes interférométriques afin de mesurer la phase spectrale associée aux transitions électroniques vers des résonances de Fano dans les gaz rares.A partir des informations dans le domaine spectral, nous avons reconstruit pour la première fois la dynamique d'auto-ionisation ultra-rapide dans le domaine temporel et observé les interférences électroniques donnant lieu au profil de raie asymétrique. Dans un second temps, la photo-ionisation de molécules de NO est étudiée dans le référentiel moléculaire et utilisée comme un polarimètre afin de caractériser complètement l’état de polarisation du rayonnement harmonique, et en particulier de distinguer la partie du rayonnement polarisée circulairement d’une éventuelle partie dépolarisée. Nous présentons les résultats des mesures de polarimétrie moléculaire dans le cas de la génération d’harmoniques par un champ à deux couleurs polarisées circulairement en sens opposé. Ces études, complétées par des simulations numériques, permettent de proposer des conditions optimales de génération de rayonnement harmonique polarisé circulairement et contribuent à ouvrir la voie vers des études de dichroïsme circulaire ultrarapide dans la matière. / In this work, photoionzation of atomic and molecular species in the gas phase is investigated with high-harmonic radiation. In a first part, electronic dynamics in the autoionization process of rare gases in studied with electron interferometry. This method gives access to the spectral phase of the transition to the autoionizing state, and allows there construction of the entire autoionization dynamics. The ultrafast electronic dynamics, as well as the build-up of the celebrated asymmetric Fano profile, are observed experimentally for the first time. In a second part, photoionization of NO molecules in the molecular frame is used as a polarimeter to completeley characterize the polarization state of high-harmonics. In particular, this method can address the challenging disentanglement of the circular and unpolarized components of the light. The experimental results, completed by numerical simulations, allow defining optimal generation conditions of fully circularly-polarized harmonics for advanced studies of ultrafast dichroisms in matte

Les atomes de Rydberg constituent des objets idéaux pour l’étude des systèmes physiques en interaction à longue portée. Transposer à ces atomes très excités les techniques habituelles d’imagerie et de piegeage des atomes froids offrirait de nouvelles opportunités pour le domaine de la simulation quantique. Notre approche consiste à utiliser un atome à deux électrons de valence optiquement actifs tel que l’ytterbium. En effet, les transitions optiques du coeur ionique de cet atome ouvrent la voie à de nombreuses perspectives pour la manipulation optique dans l'état de Rydberg. Lorsque l’atome est doublement excité, il peut néanmoins auto-ioniser puisque son énergie se situe au delà de la première limite d’ionisation. La possibilité de s’affranchir totalement de l’autoionisation est une question ouverte.Dans cette thèse, nous présentons en premier lieu les contributions apportées au montage de l’expérience,du refroidissement des atomes d’ytterbium sur la raie d’intercombinaison à l’excitation dans des états de Rydberg. A cause des interactions entre électrons de valence, la spectroscopie de ces états très excités est plus complexe dans l'ytterbium que dans les atomes alcalins. Une étude expérimentale couplée à une analyse par théorie du défaut quantique à plusieurs voies (MQDT) a été réalisée sur diverses séries Rydberg (s, p, d et f). Cette étude, prérequis essentiel, a permis d’améliorer la précision de plus de deux ordres de grandeur sur la spectroscopie des séries étudiées.L’excitation du coeur ionique a ensuite été mise en place sur la transition 6s1/2 → 6p1/2 . Nous avons alors étudié expérimentalement et théoriquement l’excitation du coeur isolé pour des états de Rydberg de grand moment orbital (l = 5 - 9). Cette étude a montré que l'auto-ionisation est dominée par le couplage au continuum de l'état de coeur 5d3/2. Par opposition a l'atome de baryum, pour lequel l'autoionisation chute rapidement avec le moment orbital de l'électron Rydberg, nous avons montré que cette tendance est moins marquée sur l'ytterbium. Grace à cette étude, nous pourrons déterminer les états pour lesquels la manipulation optique par laser est possible. / Rydberg atoms offer an ideal platform for the study of long-range interacting systems.However, usual techniques for imaging and trapping are unavailable in alkali Rydberg atoms. Our approach rely on the use of a two-optically-active-valence-electrons atom such as ytterbium. Ionic core transitions of this atom offer new perspecives for optical manipulation in the Rydberg state. However,questions remain open, especially on the possibilities of avoiding the autoionization, process which occurs when the atom is doubly excited.In this thesis, we report on the construction of the experiment, from the cooling and trapping of theatoms to the excitation in Rydberg states. Because of the interactions between valence electrons, the spectroscopy of these highly excited states is relatively complicated. An experimental study, coupled to a multi-channel quantum defect analysis (MQDT) has been done on the s,p,d and f Rydberg series. This study produced an improvement on the precision of the spectroscopy of this series by more than two orders of magnitude. We then studied the isolated core excitationon the 6s1/2 -> 6p1/2 transition for Rydberg states of large orbital quantum numbers (l=5-9). This study showed that auto-ionisation is mostly due to the coupling to the continuum of the 5d3/2 core state. In opposition to the barium atom, where auto-ionisation drops rapidly with the orbital quantum number, we have shown that ytterbium is less favourable to that extent. Thanks to this study we will be able to determine which states are good candidates for the optical manipulation.

Depuis les années 1975, les atomes de Rydberg sont étudiés et maintenant utilisés en information quantique pour leurs propriétés particulières d’interaction. Cependant, ces objets physiques peuvent se retrouver impliqués dans différentes autres applications, où leurs caractéristiques remarquables en font de parfaits outils. Dans ce mémoire, nous nous intéresserons à deux applications distinctes faisant intervenir des atomes de Rydberg de césium. Tout d’abord, nous verrons comment utiliser de tels atomes pour produire une source d’électrons monocinétiques, grâce au mécanisme d’ionisation singulier de ce type d’atomes à une valeur précise de champ électrique dépendante du niveau d’excitation. Les électrons ainsi produits sont ensuite extraits et leur dispersion en énergie mesurée. On montrera notamment de façon théorique et d’après les premières mesures expérimentales réalisées pendant la thèse, que l’on peut espérer obtenir une dispersion en énergie des électrons produits par cette technique de l’ordre du meV, résolution jamais atteinte à ce jour. Ce type de source devient aujourd’hui un outil indispensable pour accéder à la mise au point et l’étude de nouveaux matériaux par contrôle de réactions chimiques à l’échelle moléculaire, et à la cartographie des phonons. Dans un second temps, nous verrons qu’il est possible de désexciter un nuage d’atomes de Rydberg de niveaux variés grâce à une source externe dans le domaine térahertz. Ce projet s’inscrit dans le cadre des expériences d’étude de l’antimatière menées actuellement au CERN, qui visent à élucider le mystère de l’asymétrie matière/antimatière. Les méthodes actuelles de production de l’antihydrogène, forment des nuages de ces anti-atomes dans différents états de Rydberg. Pour les étudier, il est alors nécessaire de désexciter le plus d’atomes d’antihydrogène possible vers le niveau fondamental. Nous présenterons la méthode envisagée, ainsi que les résultats obtenus expérimentalement sur un dispositif créé pendant la thèse pour montrer la faisabilité de la technique. Ces premiers résultats montrent qu’il est possible d’accélérer la désexcitation d’un atome de Rydberg sur un état très élevé grâce à une lampe se comportant comme un corps noir. Nous détaillerons les améliorations envisagées, en particulier pour adapter le spectre des fréquences THz à utiliser et empêcher la photoionisation des atomes, par des filtres ou par le façonnage spectral via l’utilisation d’un photomixer. / Since 1975, Rydberg atoms have been studied and now used in quantum information for their particular interaction properties. However, these physical objects can be involved in various other applications, where their remarkable characteristics make them perfect tools. In this paper, we will focus on two distinct applications involving cesium Rydberg atoms. First, we will see how to use such atoms to produce a source of monocinetic electrons, thanks to the singular ionization mechanism of this type of atoms at a precise value of electric field dependent on the excitation level. The electrons thus produced are then extracted and their energy dispersion measured. Theoretically and according to the first experimental measurements made during the thesis, we will show that we can hope an energy dispersion of the electrons produced by this meV technique, a resolution never reached before. Today, this type of source is becoming an indispensable tool for the development and study of new materials by molecular scale chemical reaction control and for phonon mapping. In a second step, we will see that it is possible to de-energize a cloud of Rydberg atoms of various levels thanks to an external source in the tera-hertz domain. This project is part of the ongoing anti-matter experiments at CERN, which aim to unravel the mystery of the matter/anti-matter asymmetry. The current methods of production of antihydrogen, forms clouds of these anti-atoms in different Rydberg states. To study them, it is then necessary to de-energize as many antihydrogen atoms as possible to the fundamental level. We will present the method envisaged, as well as the results obtained experimentally on a device created during the thesis to show the feasibility of the technique. These first results show that it is possible to accelerate the deenergization of a Rydberg atom on a very high state thanks to a lamp behaving like a black body. We will detail the improvements envisaged, in particular to adapt the spectrum of the THz frequencies to use and prevent the photoionization of atoms, by filters or by spectral shaping via the use of a photomixer.

Over the past decades, electrospray ionization for mass spectrometry (ESI-MS) has become one of the most commonly employed techniques in analytical chemistry, mainly due to its broad applicability to polar and semipolar compounds and the superior selectivity which is achieved in combination with high resolution separation techniques. However, responsiveness of an analytical method also determines its suitability for the quantitation of chemical compounds; and in electrospray ionization for mass spectrometry, it can vary significantly among different analytes with identical solution concentrations. Therefore, we investigated the ESI-response behavior of 56 nitrogen-containing compounds including aromatic amines and pyridines, two compound classes of high importance to both, synthetic organic chemistry as well as to pharmaceutical sciences. These compounds are increasingly analyzed employing ESI mass spectrometry detection due to their polar, basic character. Signal intensities of the peaks from the protonated molecular ion (MH+) were acquired under different conditions and related to compound properties such as basicity, polarity, volatility and molecular size exploring their quantitative impact on ionization efficiency. As a result, we found that though solution basicity of a compound is the main factor initially determining the ESI response of the protonated molecular ion, other factors such as polarity and vaporability become more important under acidic solvent conditions and may nearly outweigh the importance of basicity under these conditions. Moreover, we show that different molecular descriptors may become important when using different types of instruments for such investigations, a fact not detailed so far in the available literature.