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Claude Cohen Tannoudji

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

Ses travaux sont à la source des recherches actuelles de l'IFRAF.



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Interféromètres atomiques dans un réseau optique

Soutenance de thèse de Bruno Pelle

Mercredi 16 octobre 2013 à 14h dans l’amphithéâtre de l’Institut d’Astrophysique de Paris

Résumé :

Le projet ForCa-G, pour Force de Casimir et Gravitation à courte distance, a pour objectif la réalisation de mesures de forces à faible distance entre des atomes et un miroir en utilisant des techniques d’interférométrie atomique. Dans cette région, la force prédominante devient celle de Casimir-Polder qui est une force de type électromagnétique s’exerçant entre un atome neutre et une surface. De plus, une mesure précise de cette force permettrait la poursuite de la recherche d’éventuelles déviations à la loi de Newton à courte distance, prédites dans le cadre de théories de l’unification des quatre interactions fondamentales.

Le travail réalisé durant cette thèse constitue une démonstration de principe de ce projet, en utilisant des atomes situés loin du miroir. Ceux-ci sont préalablement refroidis afin d’être piégés dans une multitude de puits de potentiel générés par une onde stationnaire optique. On mesure alors l’incrément en énergie potentielle de pesanteur entre deux puits de ce réseau optique, que l’on représente par la fréquence de Bloch νB.
Pour cela, on utilise le principe de superposition d’états quantiques où l’on génère un état d’ubiquité permettant aux atomes d’être dans deux puits différents du réseau au même instant. Enfin, de l’évolution de leur phase atomique, on détermine la différence de potentiel expérimentée par les atomes dans cet interféromètre atomique.

Ce travail présente l’étude de différents interféromètres atomiques dans ce réseau optique, caractérisés en terme de sensibilité et d’effets systématiques sur la mesure de la fréquence de Bloch. Un des interféromètres étudiés, l’interféromètre Accordéon, a permis d’obtenir une sensibilité relative de σδνB /νB = 9, 0 × 10−6 à 1 s, qui s’intègre jusqu’à σδνB /νB = 1, 9 × 10−7 en 2 800 s. Cela constitue une mesure de l’accélération de la pesanteur g à l’état de l’art des gravimètres atomiques piégés.


Post-scriptum :

Institut d’Astrophysique de Paris
98 bis boulevard Arago, 75014 Paris.
Cet amphithéâtre est aussi accessible par l’Observatoire de Paris
77 avenue Denfert-Rochereau
75014 Paris

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