Les deux équipes « Condensats de Bose-Einstein » (BEC) et « Gaz Quantiques Magnétiques » (GQM) qui constituent l’axe « Gaz Quantiques », étudient les propriétés de transport et de magnétisme de gaz dégénérés constitués de bosons ou de fermions ultra-froids. Dans les expériences menées en étroite collaboration par ces deux équipes, le niveau de contrôle et les outils d’analyse sont tels que les systèmes qu’elles créent et qu’elles étudient, peuvent apporter des contributions significatives à la physique du problème quantique à n-corps. Les expériences menées réalisent des simulateurs quantiques de processus de la physique de la matière condensée. Les cinq dispositifs expérimentaux basés sur quatre espèces atomiques différentes permettent ainsi d’aborder des problématiques dans les domaines du magnétisme quantique, de la dynamique superfluide, et des systèmes quantiques ouverts. L’axe développe également une activité théorique en synergie avec les projets expérimentaux.
Condensats de Bose-Einstein (BEC)
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> Condensats de Bose-Einstein - Rubidium
Notre groupe est spécialiste de la manipulation de gaz quantiques dans des pièges adiabatiques, obtenus en combinant un champ magnétique statique et un champ radio-fréquence. Nos recherches actuelles concernent la superfluidité des gaz quantiques confinés dans un potentiel en forme de bulle.
> Condensats de Bose-Einstein - Sodium
Cette expérience produit un gaz dégénéré unidimensionnel de sodium sur une puce à atome. Des champs radiofréquences et micro-ondes produits sur la puce permettent de manipuler le gaz, pour étudier sa dynamique hors équilibre.
Gaz quantiques magnétiques (GQM)
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> Gaz quantiques magnétiques - Chrome
Nous étudions des gaz quantiques de chrome, dont les propriétés collectives sont marquées par de fortes interactions dipôle-dipôle. En particulier, nous étudions l’impact de ces interactions sur les propriétés magnétiques du nuage de chrome. Ces expériences sont réalisées dans un condensat de Bose-Einstein, ou bien après avoir localisé les atomes dans un réseau optique.
> Gaz Quantiques magnétiques - Strontium
Cette expérience produit des gaz quantiques de strontium fermioniques, pour l’étude du magnétisme quantique dans des réseaux optiques. Nous tirons parti des raies étroites du strontium pour développer des protocoles originaux de mesure et de manipulation de l’état quantique d’un ensemble d’atomes de spin 9/2.
> Condensats de Bose-Einstein - Laser Superradiant
Cette expérience étudie l’émission spontanée collective – superradiance – d’un jet d’atomes froids traversant une cavité optique. Nous cherchons à caractériser les phénomènes collectifs reliant les dipôles électriques des émetteurs, à l’origine de la superradiance ; et à démontrer une émission continue, ce qui ferait de cette source de lumière un nouveau type d’horloge atomique.
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