Piegeage magnetique d'un gaz d'helium metastable : vers la condensation de bose-einstein

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

Résumé

Un gaz froid d'helium metastable (2 3s 1) polarise est un candidat possible pour l'observation de la condensation de bose-einstein. Des etudes theoriques predisent que le taux de collisions penning, obstacles a l'obtention de hautes densites spatiales, est reduit de plusieurs ordres de grandeur du fait de la polarisation de l'echantillon. Cette reduction doit permettre d'observer la transition de phase a une temperature autour du k. La polarisation est obtenue experimentalement en piegeant les atomes magnetiquement. La longueur de diffusion theorique elevee de l'helium dans l'etat 2 3s 1 permet d'esperer un refroidissement evaporatif efficace dans le piege magnetique. Cette these resume les predictions theoriques sur les collisions inelastiques et elastiques entre atomes d'helium metastables et decrit le dispositif experimental conduisant au chargement du piege magnetique. La technique choisie est basee sur le pre-refroidissement laser des atomes par ralentissement d'un jet par laser assiste par effet zeeman, suivi d'un piegeage magneto-optique et d'une phase de melasse optique. Une premiere limitation experimentale sur la densite spatiale que l'on peut atteindre apparait au cours de cette etape. Elle est due aux collisions inelastiques assistees par la lumiere laser. Le nuage pre-refroidi est ensuite transfere dans le piege magnetique. Deux realisations experimentales de ce piegeage magnetique sont presentees. La premiere, demonstration de principe, est realisee dans un quadrupole. La deuxieme est obtenue dans un piege de ioffe-pritchard. A ce stade de l'experience, on dispose d'un echantillon magnetique contenant 5 10 7 atomes a une temperature de 200 k, avec une duree de vie de 20 s.