Condensation de Bose-Eisntein du chrome et étude de collisions inélastiques dues aux insteractions dipolaires

Bose-Einstein condensation of chromium and study of inelastic collisions due to dipolar interactions

• Auteur / Autrice : Quentin Beaufils
• Direction : Olivier Gorceix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des lasers
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relaxation (physique nucléaire)

Interactions laser-plasma

Condensation de Bose-Einstein

Chrome, Groupe du

Collisions (physique nucléaire)

Résumé

A cause de son fort moment magnétique dans l'état fondamental, le chrome est un bon candidat pour l'etude des interactions dipolaires dans un gaz dégénéré. Nous avons mis en place un dispositif expérimental afin de piéger et de refroidir des atomes de 52 Cr jusqu’à la condensation de Bose-Einstein. Le refroidissement évaporatif a lieu dans un piège optique, dont le chargement à partir du piège magnéto-optique est réalisé grâce à une méthode originale d’accumulation en continu d’atomes dans des états métastables. Nous produisons un condensat contenant typiquement 15000 atomes en 15s au total. Nous avons étudié la possibilité d’amener les sous-états Zeeman du chrome condensé à dégénérescence dans un champ magnétique statique non nul, en utilisant un champ magnétique radiofréquence (rf). Cela nous a conduit à mettre en évidence un processus de relaxation dipolaire assistée par la rf. Nous avons également étudié une résonance de Feshbach induite par l’interaction dipolaire, qui a la particularité d’impliquer un canal de collisions en onde d. Nous avons analysé cette résonance en présence de champs rf, et réinterprété l’association rf de molécules comme une simple résonance de Feshbach entre états habillés. Enfin, nous avons mis en place un réseau optique dans la perspective d’étudier l'effet des interactions dipôle-dipôle en dimension réduite.

Its large magnetic moment in the ground state makes chromium a good candidate for the study of dipolar interactions in a degenerate gas. We have built an experimental setup for trapping and cooling atoms of 52Cr down to Bose-Einstein condensation (BEC). Evaporative cooling takes place in a purely optical trap, which is loaded from the magneto-optical trap using a novel process of continuous accumulation of metastable states. We produce a condensate of typically 15000 atoms in a time of 15 s. We studied the possibility to bring all the Zeeman substates of a chromium BEC to degeneracy in a non-zero static magnetic field, using a radiofrequency (rf) magnetic field, andd emonstrated a new process of rf-assisted dipolar relaxation. . . . We also studied a narrow Feshbach resonance induced by dipolar interaction, which implies a d-wave collisional chanel. We analyzed this resonance in the presence of a rf magnetic field and were interpreted rf association of molecules as a mere Feshbach resonance between rf dressed states. Finally, we have setup an optical lattice in the perspective of studying the effects of dipole-dipole interactions in reduced dimension.