Condensation de bose-einstein avec un electroaimant a noyau ferromagnetique : strategies de refroidissement dans des champs magnetiques intenses

• Auteur / Autrice : Vincent Boyer
• Direction : Alain Aspect
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Actuellement, l'evaporation par radiofrequence en piege magnetique reste un passage oblige pour l'obtention de gaz atomiques degeneres. Afin de pieger magnetiquement et de refroidir un gaz d'atomes de rubidium 87, nous avons concu un electroaimant base sur l'utilisation de materiaux ferromagnetiques, capable de generer de forts gradients pour une puissance electrique modeste. La premiere version du dispositif se caracterise par une forte valeur du champ magnetique au centre du piege, de l'ordre de 100 gauss, pour laquelle l'effet zeeman non lineaire leve la degenerescence des transitions radiofrequence entre les sous-niveaux magnetiques. Nous avons etudie dans un premier temps le refroidissement evaporatif a une seule radiofrequence dans ce regime. L'evaporation n'est pas perturbee dans le niveau hyperfin f = 1, et nous avons observe la condensation de bose-einstein. Par contre, dans le niveau f = 2, le processus d'evaporation est inhibe, et il est impossible de condenser le gaz pour un champ magnetique superieur a environ 15 gauss. Dans un deuxieme temps, nous avons contourne cette difficulte, soit en evaporant les atomes avec trois radiofrequences distinctes, soit en faisant du refroidissement sympathique, c'est-a-dire en maintenant les atomes dans f = 2 en contact thermique avec un nuage d'atomes dans f = 1, lui-meme refroidi par evaporation. Ces deux techniques permettent d'atteindre le seuil de condensation dans f = 2 a relativement fort champ. Enfin, nous avons concu et realise une deuxieme version de l'electroaimant permettant de compenser le champ magnetique au centre du piege, tout en conservant l'aptitude a generer de forts gradients. Cette nouvelle generation devrait apporter une solution definitive a l'evaporation des atomes dans f = 2, et deboucher sur la realisation d'experiences necessitant un fort confinement ou un potentiel de piegeage tres anisotrope.