Preparation et manipulation de paquets d'ondes atomiques ultrafroids : refroidissement subrecul d'atomes d'helium a plusieurs dimensions par resonances noires selectives en vitesses

Preparation and manipulation of ultracold atomic wavepackets : subrecoil cooling of helium atoms in two and three dimensions by velocity selective coherent population trapping

• Auteur / Autrice : SIMONE KULIN
• Direction : Michèle Leduc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'echelle naturelle de vitesse en refroidissement laser est la vitesse de recul communiquee a un atome initialement au repos lorsqu'il absorbe ou emet un photon. La methode des resonances noires selectives en vitesses permet de reduire la vitesse des atomes en-dessous de cette limite. Nous presentons les premiers resultats experimentaux du refroidissement subrecul d'atomes d'helium a trois dimensions par resonances noires. Nous obtenons des temperatures aussi basses que 180 nk par des moyens tout optiques. Les resultats experimentaux sont compares avec les predictions d'un modele theorique utilisant les statistiques de levy. Les atomes refroidis par resonances noires sont prepares dans une superposition coherente de plusieurs paquets d'ondes de de broglie. En utilisant le transfert adiabatique induit par laser nous avons reussi a transferer la population atomique dans un seul paquet d'onde. Nous avons demontre que le transfert fonctionne aussi a deux et trois dimensions et nous avons mesure une efficacite de l'ordre de 90% a deux dimensions et de 75% environ a trois dimensions. Le passage adiabatique nous a permis de preparer un paquet d'onde ayant une dispersion en vitesses subrecul, ainsi qu'un etat de spin et une direction choisis arbitrairement. Enfin, nous avons mis en evidence les etats noirs selectifs en vitesses sur une transition j = 1 j = 0 et nous avons developpe une methode theorique simple qui permet de predire la structure de ces etats dans l'espace des impulsions.