Thèse soutenue

Interféromètres atomiques dans un réseau optique

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Auteur / Autrice : Bruno Pelle
Direction : Franck Pereira Dos Santos
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique Quantique
Date : Soutenance en 2013
Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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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. Sont principalement visées la mesure de la force de Casimir-Polder ainsi que la poursuite des tests de gravitation à faible distance dans le cadre d’éventuelles déviations à la loi de Newton. Cette expérience s’appuie sur le piégeage d’atomes neutres dans un réseau optique 1D vertical, où les énergies propres de cet Hamiltonien réalisent une échelle de niveaux d’énergie discrets localisés dans chacun des puits du réseau, appelée échelle de Wannier-Stark. La thèse présentée dans ce manuscrit constitue une démonstration de principe de ce projet avec des atomes situés loin du miroir. Chaque niveau d’énergie est alors séparé de celui du puits adjacent par un incrément en énergie potentielle de pesanteur, représenté par la fréquence de Bloch νB. Des interféromètres atomiques sont ensuite réalisés dans le réseau à l’aide d’impulsions Raman ou micro-onde où les paquets d’onde des atomes piégés sont placés, puis recombinés, dans une superposition d’états entre différents niveaux d’énergie localisés soit dans le même puits, soit dans des puits adjacents. Ce travail présente l’étude de différents interféromètres, caractérisés en termes de sensibilité et d’effets systématiques sur la mesure de la fréquence de Bloch. Une sensibilité de σδνB/νB = 9,0. 10-6 à 1 s en relatif a été obtenue, qui s’intègre jusqu’à σδνB/νB = 1,9. 10-7 en 2800 s. Ce qui constitue une mesure de l’accélération de la pesanteur g à l’état de l’art des gravimètres atomiques piégés.