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Page modifiée le lundi 02 octobre 2017

Diffraction atomique au travers d'un nano réseau

Gabriel Dutier, Nathalie Fabre, Francisco Perales, Martial Ducloy, Hanane Bricha Tazi (doctorante), Franck Correia (doctorant)
Anciens membres : Jacques Baudon, Thierry Taillandier-Loize, Mehdi Hamamda, Jules Grucker

 

La diffraction d'atomes au travers des nanoréseaux a commencé dès leurs premières réalisations dans les années 2000 à l'aide de jets supersoniques. Ces expériences ont permis de sonder les interactions de Casimir Polder (van der Waals) entre des atomes en vol libres à grandes vitesses et les barreaux du nanoréseau. Nous proposons d'utiliser notre dispositif expérimental unique [1] afin de reproduire ces expériences mais à des vitesses comprises entre 10 et 150 m/s avec de l'Argon métastable, soit quasiment de deux ordres de grandeur plus faibles. Le déphasage du paquet d'onde atomique étant proportionnel à la durée de l'interaction avec la surface, celui-ci devient largement prépondérant sur la diffraction géométrique du nanoréseau (fente de 50 nm) et la sensibilité au potentiel en est d'autant augmentée.

 

Ces expériences ouvrent la voie à une meilleure qualité du modèle théorique de la diffraction d'atomes dans un potentiel de Casimir Polder où les meilleurs accords actuels sont de l'ordre de 5 à 10 % [2]. La cohérence du faisceau atomique permet de résoudre les pics de diffraction par deux fentes alors que l'enveloppe est principalement gouvernée par l'interaction de Casimir Polder. Nous cherchons actuellement à réaliser de tels nanoréseaux dans la salle blanche de l'Université Paris 13 afin de pouvoir contrôler la distance entre les barreaux et ainsi sonder plusieurs gammes de distances atomes surface et donc reconstruire la loi d'échelle de ce potentiel (non retardé vers retardé). L'utilisation de l'isotope 36 de l'Argon permettrait aussi de contraindre une déviation au potentiel gravitationnel Newtonien à très courtes distances par comparaison avec les spectres de l'Argon 40.

 

Figure de diffraction d'Argon métastable au travers d'un nanoréseau de pas 100 nm et de fente 50 nm à 20 m/s

Figure de diffraction d'Argon métastable au travers d'un nanoréseau de pas 100 nm et de fente 50 nm à 20 m/s. L'axe des abscisses est en mm sur un détecteur temps-position. Les pics de diffraction proviennent de l'interférence entre deux fentes alors que l'enveloppe est gouvernée par la diffraction à une fente dont l'interaction de Casimir Polder est prépondérante.

 

Contact

Gabriel Dutier

 

Références

[1] Taillandier Loize T., Aljunid S.A., Correia F., Fabre N., Perales F., Tualle J.-M., Baudon J., Ducloy M., Dutier G.,
A simple velocity-tunable pulsed atomic source of slow metastable argon,
Journal of Physics D: Applied Physics, 49, 13, 135503, (2016).

 

[2] Hamamda M., Boustimi M., Bocvarsky V., Taillandier Loize T., Dutier G., Perales F., Baudon J., Ducloy M.,
Atom-surface interaction at the nanometre scale: van der Waals-Zeeman transitions in a magnetic field,
Europhysics Letters, 98, 23001, (2012).



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