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Page modifiée le mardi 09 avril 2013
Thèse
Présentée pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l'Université Paris 13 par
Dany Ben Ali
Laboratoire de Physique des Lasers, LPL
Université Paris 13 - Institut Galilée
CNRS UMR7538
99, av. J.B. Clément
93430 Villetaneuse - France
Mardi 03 mai 2016 à 14:30
Salle : Amphi. COPERNIC - Institut Galilée

Dans cette thèse, nous décrivons les premières étapes de la construction d'une expérience de condensation d'atomes de sodium. A terme, le dispositif intégrera une puce à atomes qui permettra d'étudier la dynamique hors équilibre de gaz quantiques de dimensionnalité réduite, ainsi que leur dynamique de relaxation.


Le montage expérimental est constitué d'un système laser stabilisé en fréquence sur une raie de l'iode, ainsi que d'une enceinte à ultravide. Cette dernière comporte un four produisant un jet atomique effusif qui est décéléré dans un ralentisseur Zeeman à aimants permanents. Nous obtenons alors un flux de 2 x 108 atomes/s, ce qui nous permet de charger près de 109 atomes dans un piège magnéto-optique.


Durant la caractérisation du ralentisseur Zeeman, nous avons mis en évidence un mécanisme de redistribution des populations atomiques vers l'état F=1 en amont du ralentisseur, induit par l'interaction avec le faisceau Zeeman. Après avoir confirmé ces observations par une résolution numérique des équations de Bloch optiques, nous avons mis en place un faisceau laser avec deux composantes de fréquence permettant de préparer initialement les atomes dans le sous-niveau F=2,mF=-2 pour les préserver de cet effet.


Enfin, nous avons conçu un dispositif de transport magnétique permettant d'acheminer les atomes depuis l'enceinte du piège magnéto-optique vers l'enceinte du condensat. Des simulations de dynamique moléculaire nous ont permis de déterminer une séquence temporelle pour le déplacement du nuage performante, autorisant un transport de 65 cm en 1 s.


Membres du jury
Thierry LAHAYE, Laboratoire Charles Fabry, Institut d'Optique, Palaiseau, rapporteur
Pascal SZRIFTGISER, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules, Université Lille 1, Lille, rapporteur
Frédéric DU BURCK, Laboratoire de Physique des Lasers, Université Paris 13, Villetaneuse
Saïda GUELLATI-KHELIFA, Laboratoire Kastler Brossel, Université Pierre et Marie Curie, Paris
Hélène PERRIN, Laboratoire de Physique des Lasers, Université Paris 13, Villetaneuse, directrice de thèse
Aurélien PERRIN, Laboratoire de Physique des Lasers, Université Paris 13, Villetaneuse, co - encadrant


Mots clés : sodium, condensation de Bose-Einstein, puce à atomes, ralentisseur Zeeman, aimants permanents, transport magnétique, dynamique moléculaire

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Conception et construction d'une expérience d'atomes froids : vers un condensat de sodium sur puce



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