Thèse soutenue

Détection non destructive en cavité pour des horloges à réseau optique au strontium

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Auteur / Autrice : Grégoire Vallet
Direction : Sébastien BizeJérôme Lodewyck
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 13/12/2018
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire de Paris. Département d'astronomie fondamentale - Systèmes de Référence Temps Espace
établissement opérateur d'inscription : Observatoire de Paris (1667-....)
Jury : Président / Présidente : Jakob Reichel
Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Bize, Jérôme Lodewyck, Caroline Champenois, Robin Kaiser, Morgan Mitchell
Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Champenois, Robin Kaiser

Mots clés

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Résumé

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Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont consisté en la réalisation d'un système de détection non destructif assisté par cavité d'atomes piégés sur réseau optique pour l'amélioration de la stabilité d'une horloge optique au strontium. La caractérisation de ce système dans son fonctionnement en régime classique, dans lequel les atomes piégés diffusent suffisamment peu de photons pour ne pas être expulsés du piège durant la détection, a mis en évidence des améliorations significatives en termes de rapport signal à bruit avec un gain d'un facteur cent en comparaison avec le système précédent de détection par fluorescence. Les gains en termes de stabilité par réduction de l'effet Dick restent cependant à concrétiser.Pour la réalisation du régime quantique, dans lequel moins d'un photon est diffusé par atome durant la détection, des idées nouvelles et des changements significatifs ont du être opérés sur le système et un travail théorique conséquent a été entrepris afin de déterminer la stratégie permettant une amélioration de la stabilité par réduction du bruit de projection quantique par mesure sans démolition de la cohérence de l'état interne atomique.J'y ai également aborder l'étude des effets des collisions chaudes des atomes de strontium piégés avec les particules du fond de vide résiduel, permettant une amélioration de l'exactitude de l'horloge. Cette thèse rapporte en particulier la première mesure expérimentale du déplacement de la fréquence de transition d'horloge due à ces collisions ainsi que son étude théorique.