Thèse soutenue

Condensat de Bose-Einstein dans un piège habillé : modes collectifs d'un superfluide en dimension deux.

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Auteur / Autrice : Karina Merloti
Direction : Hélène Perrin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 11/12/2013
Etablissement(s) : Paris 13
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des lasers (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Jury : Président / Présidente : Bruno Manil
Examinateurs / Examinatrices : Aidan Arnorld, David Guéry-Odelin
Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Bourdel, Thorsten Schumm

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse présente la production d'un gaz dégénéré de rubidium 87 dans le régime quasibidimensionnel (2D) et l'étude des modes collectifs de ce gaz. Nous montrons que le gaz quasi-2D peut être amené en dessous du seuil de la transition Berezinskii-Kosterlitz-Thouless. Nous montrons le caractère superfluide du gaz dégénéré par la présence des modes quadrupolaire et ciseaux, dont nous mesurons les fréquences d'oscillation. Son caractère bidimensionnel est vérifié par la mesure de la fréquence du mode monopolaire. Nous mettons en évidence l'influence du confinement transverse et de la troisième dimension sur la fréquence de ce mode. Pour produire le superfluide, un condensat de Bose-Einstein est d'abord produit dans un piège quadrupolaire bouché par un faisceau laser très désaccordé et soigneusement optimisé pour réduire les pertes Majorana par renversement de spin. Le condensat est ensuite transféré vers un « piège habillé », c'est-à-dire un potentiel adiabatique dans lequel les atomes sont habillés par un champ radiofréquence. Pour rendre le piège plus anisotrope, le gradient magnétique est augmenté au maximum, ce qui nous permet d'explorer le régime quasi-2D pour le gaz de Bose. Les deux types de piège utilisés sont caractérisés en détail. Nous tirons parti de la souplesse du potentiel adiabatique pour exciter et étudier les modes collectifs.