Thèse en cours

Intrication multi-mode de plusieurs particules dans l'espace des vitesses

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Auteur / Autrice : Léa Camier
Direction : Denis BoironChristoph Westbrook
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ondes et Matière
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry
Equipe de recherche : Gaz Quantiques
Référent : Institut d'Optique

Mots clés

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Résumé

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Notre groupe a perfectionné un interféromètre à deux particules pour démontrer l'intrication en vitesse de deux atomes neutres en chute libre [Dussarrat]. Ce type d'interféromètre est adapté pour démontrer la violation d'une inégalité de Bell si son contraste est suffisant. Pour mener ce projet, nous avons déjà amélioré notre dispositif pour réduire le temps de cycle, améliorer la stabilité et la qualité de la source d'atomes corrélés ainsi que le détecteur d'atomes uniques résolu en temps et en espace. Un premier jeu de données devrait avoir lieu avant le début de la thèse. La prochaine étape, constituant le cœur du projet de thèse, sera d'étudier l'intrication avec plus de particules et dans plus de modes. Un mélange à quatre ondes de matière crée dans notre montage un état intriqué constitué de paires de modes (-p,p). En se focalisant sur un quadruplet (-p,-q,q,p) nous avons construit un interféromètre à deux particules où les miroirs et séparatrices sont réalisés par une diffraction de Bragg dépendante du temps. Alors que tous les éléments de l'expérience sont déjà opérationnels et qu'un premier jeu de données devrait être pris avant l'été, des améliorations ainsi que l'exploration de nouveaux régimes de paramètres sont au cœur du projet de thèse. Nous avons déjà améliorer les performances de la diffraction de Bragg, en particulier pour la séparatrice. Le miroir est pour le moment moins performant et un nouveau protocole sera mis en place au début de thèse. De plus, un asservissement de la phase absolue des séparatrices permettra d'observer une violation plus stricte de l'inégalité de Bell. Au niveau de l'état intriqué, la taille spatiale du condensat de Bose-Einstein dont on part définit la taille des modes en vitesse et par ce biais le nombre de modes accessibles dans l'expérience. La population de ces modes est contrôlée via la durée du mélange à quatre ondes. Ceci permet donc d'étudier l'intrication sur plus de 4 modes et une gamme plus ou moins large de population par modes. La mesure de l'intrication utilisera d'autres outils tels qu'une inégalité de Bell proposé par [Kitzinger] et la mesure de fonctions de corrélation d'ordre plus élevé que 2. Une étude théorique/numérique sera à faire. Notre approche du problème à N-corps est donc du type « bottom-up » partant vers une situation où la théorie est bien établie vers des situations encore largement inexplorées de l'intrication N-corps N-modes.