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Claude Cohen Tannoudji

Prix Nobel en 1997 pour le ralentissement et le piégeage des atomes par la lumière laser.

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Accueil du site > Thèses et habilitations > Fluctuations de densité dans des gaz de bosons ultrafroids quasi-unidimensionnels

Fluctuations de densité dans des gaz de bosons ultrafroids quasi-unidimensionnels

Soutenance de thèse de Julien Armijo (LCFIO)

Lundi 2 mai 2011 à 14h, dans l’Auditorium de l’Institut d’Optique à Palaiseau

Résumé :

Cette thèse présente la conception et l’expoitation d’une nouvelle génération de puces à atomes, ouvrant de nouvelles perspectives expérimentales dans des micropièges magnétiques très anisotropes. Les propriétés thermiques des puces en nitrure d’aluminum sont étudiées en détail. Le dispositif a été optimisé pour piéger de plus grands nombres d’atomes et améliorer la qualité de l’imagerie, notamment en fabriquant un miroir de planéité sub-λ/10 à la surface de la puce.

Nous étudions des gaz quasi-1D grâce à des images in situ de profils fluctuants et des méthodes précises de calibration et d’analyse statistique. Nous mesurons des fluctuations non-gaussiennes, ce qui permet de tester sensiblement la thermodynamique du gaz et donne une mesure de corrélations à trois corps. Nous étudions la transition de quasicondensation précisement et mesurons pour la première fois sa loi d’échelle. En régime 3D, c’est une condensation transverse qui déclenche la quasicondensation longitudinale, tandis qu’en régime 1D, la formation d’un quasicondensat est gouvernée par les interactions répulsives, et non par la dégénérescence quantique.

Obtenant des températures record pour des gaz 1D, nous observons des fluctuations subpoissoniennes, i.e. des anticorrélations, lorsque les corrélations atomiques sont déterminées, au moins localement, par les fluctuations quantiques qui dominent les fluctuations thermiques. Nous discutons également la thermalisation étonnament rapide mesurée en régime 1D profond qui suggère la présence de collisions effectives à 3 corps qui brisent l’intégrabilité du système.

Cette thèse a été réalisée au Laboratoire Charles Fabry de l’Institut d’Optique sous la direction de Christoph Westbrook.


« Density fluctuations in quasi-one dimensional ultracold bosonic gases ».

Summary :

This thesis presents the design and implementation of a new generation of atom chips, that open novel experimental possibilities with very anisotropic magnetic microtraps. The thermal properties of aluminum nitride atom chips are studied in detail. We have optimized the set-up in order to trap more atoms and image the clouds as precisely as possible, in particular thanks to a miror of sub-λ/10 planeity fabricated on top of the chip surface.

We study quasi-1D gases using in situ pictures of fluctuating density profiles and precise methods for their calibration and statistical analysis. We measure non-gaussian fluctuations, which provides a sensitive test of the thermodynamics of the system and gives a measure of three-body correlations.

We study precisely the quasicondensation transition, measuring its scaling for the first time. In the 3D regime, a transverse condensation triggers the longitudinal quasicondensation, whereas, in the 1D regime, the appearance of a quasicondensate is governed by repulsive interactions only, and not by quantum degeneracy.

Reaching record temperatures for 1D gases, we observe subpoissonian fluctuations, i.e. antibunching, indicating that atomic correlations are determined at least locally by quantum rather than thermal fluctuations. We also discuss our observation of surprizingly efficient thermalisation deep in the 1D regime, which suggests that effective 3-body collisions break the integrability of the system.

The thesis was realized at the Laboratoire Charles Fabry de l’institut d’Optique, under supervision of Christoph Westbrook.

Voir en ligne : Accès à l’institut d’Optique

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