Deux expériences de corrélations quantiques sur des gaz de hélium métastable : dégroupement de fermions et étude de paires de bosons corrélés par collision de condensats

Valentina Krachmalnicoff

Published Jan 1, 2009• 0 citations

Abstract

Cette thèse présente deux expériences sur des gaz ultrafroids d hélium métastable qui constituent l extension, à des ondes de matière, d'expériences fondamentales en optique quantique. Le succès de ces expériences repose sur l utilisation d un détecteur d atomes uniques capable de reconstruire la position des atomes en trois dimensions. Dans la première expérience nous avons comparé, sur le même dispositif expérimental, la fonction de corrélation à deux corps des atomes appartenant à un nuage froid de fermions identiques à celle d un nuage froid de bosons identiques à la même température. Comme bosons et fermions suivent deux statistiques quantiques différentes, les deux fonctions de corrélation sont différentes : les bosons ont tendance à arriver groupés sur le détecteur, alors que les fermions ont tendance à arriver dégroupés, à cause du principe d exclusion de Pauli. Dans la deuxième expérience nous avons étudié la corrélation entre paires d atomes bosoniques générées dans la collision de deux condensats de Bose-Einstein. La mesure de la fonction de corrélation nous a permis de démontrer que les atomes d impulsion opposée, dans le référentiel du centre de masse, sont corrélés par paires. De plus l observation d une corrélation de type Hanbury Brown Twiss entre paires d atomes diffusés dans la même direction démontre que notre système ne peut pas être interprété en termes de mécanique classique, mais que la statistique bosonique y joue un rôle important. Une nouvelle génération de cette expérience permettra de mesurer la dépendance angulaire de la population des modes atomiques diffuses et d'étudier le squeezing de la différence de population entre modes opposés.

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