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Nouvelle manifestation de la Violation de la Parité dans l'atome de césium : Un gain optique chiral induit par excitation plane de la transition 6S-7S.

Jocelyne Guéna

Published Jan 1, 2003• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Nous avons détecté, par émission stimulée, une Violation de la Parité Atomique (VPA) sous forme d'un gain optique chiral dans une vapeur de césium sur la transition 7S-6P_3/2, consécutive à l'excitation pulsée de la transition 6S-7S en lumière polarisée plane. Nous démontrons la validité de cette méthode de détection de la VPA en présentant les résultats d'une première campagne de mesures atteignant la précision de 8%, résultats de signe et grandeur attendus. Nous soulignerons les nombreux avantages de cette toute nouvelle approche qui exploite la symétrie cylindrique du montage. Nous présenterons les perspectives de mesures au niveau du pourcent capables de fournir un recoupement important du seul résultat plus précis existant, obtenu par une méthode différente.

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Nouvelle manifestation de la Violation de la Parité dans l'atome de césium : Un gain optique chiral induit par excitation plane de la transition 6S-7S. Progrès en cours et nouveaux résultats

Jocelyne Guéna

Nous avons détecté, par émission stimulée, une Violation de la Parité Atomique (VPA) sous forme d'un gain optique chiral dans une vapeur de césium sur la transition 7S-6P_3/2, consécutive à l'excitation pulsée de la transition 6S-7S en lumière polarisée plane. Nous démontrons la validité de cette méthode de détection de la VPA en présentant les résultats d'une première campagne de mesures atteignant la précision de 8%, résultats de signe et grandeur attendus. Nous soulignerons les nombreux avantages de cette toute nouvelle approche qui exploite la symétrie cylindrique du montage. Nous présenterons les améliorations en cours visant à une précision au niveau du pourcent capable de fournir un recoupement important du seul résultat plus précis existant, obtenu par une méthode différente.

•Jan 1, 2003•0 citations

Voies ouvertes par des cellules en saphir pour des expériences de violation de parité détectée par émission stimulée

Erwan Jahier

Nous étudions les performances et limites de cellules à césium en saphir pour une expérience de physique atomique visant à une mesure précise d'un effet de violation de parité (PV) associé à l'échange du boson Zo dans l'atome de césium. Une telle mesure permet un test à très basse énergie du modèle standard électrofaible. Il s'agit d'une expérience pompe-sonde sur le système 6S1/2-7S1/2-6P3/2, menée en régime impulsionnel, dans une vapeur dense de césium (2.10^14 atomes/cm3), soumise à un champ électrique E= (2kV/cm) statique à l'échelle des impulsions laser. Dans la configuration étudiée avant cette thèse (champ E appliqué selon la direction de propagation des faisceaux) les cellules en saphir ont permis de dépasser plusieurs limites rencontrées auparavant avec les cellules en verre: (i) totale immunité des fenêtres aux conditions de l'expérience (ii) destruction thermique des dimères Cs2 en surchauffant la vapeur (iii) production désormais possible du champ E dans la cellule avec des électrodes externes, attestant la réduction des courants surfaciques internes. Il apparaît cependant une émission d'électrons par les fenêtres, induite par l'impulsion laser d'excitation, et on met en évidence une multiplication des charges au cours de leur accélération dans le champ électrique. Les perturbations associées à la charge d'espace et au courant électronique limitent actuellement la précision des moyennages PV dans cette configuration. Nous avons ensuite exploré une nouvelle configuration expérimentale, où le champ électrique est perpendiculaire aux faisceaux. Cela a été réalisable facilement avec l'utilisation d'électrodes externes, exploitables avec les cellules en saphir. Les premières études expérimentales ont permis de dégager les conditions de mesure et de calibration d'orientations atomiques longitudinale et transverse (en utilisant la précession de Larmor) dans l'état 7S, par polarimétrie pompe-sonde impulsionnelle, en exploitant la détection par émission stimulée. Nous avons par ailleurs mis en oeuvre une mesure atomique in situ du champ électrique, utilisable dans les deux configurations expérimentales. Cette mesure est indispensable pour exploiter les mesures PV en configuration longitudinale.

•Nov 12, 2001•0 citations

Nouvelle Manifestation de la Violation de Parité dans l'atome de césium: Un gain optique chiral consécutif à l'excitation plane de la transition 6S-7S

Jocelyne Guéna

•Jan 1, 2003•0 citations

Etude du refroidissement et du piegeage d'atomes de cesium dans des structures lumineuses a faible taux de diffusion

Denis Boiron

L'objet de cette these est l'etude du refroidissement et du piegeage d'atomes de cesium dans des structures lumineuses a faible taux de diffusion. Nous avons mis au point une melasse optique dite grise dans laquelle le refroidissement est realise sur une transition de type j#f j#e = j#f 1 a l'aide de faisceaux lumineux desaccordes sur le bleu de la transition atomique (frequence du laser superieure a la frequence de la transition atomique). Les atomes etant pompes dans des etats faiblement couples a la lumiere, le taux de diffusion de photons est reduit et la temperature minimale trois fois plus faible que dans une melasse traditionnelle. Le confinement des atomes refroidis dans une melasse grise est assure par un piege dipolaire tres desaccorde cree par un laser yag : nd#3#+. Dans une premiere etape les atomes sont pieges dans un faisceau unique. Le nuage atomique a alors une structure cylindrique avec un fort confinement transverse (taille de l'ordre de six microns). Dans cette situation nous avons mesure une densite atomique de 2 10#1#2at/cm#3 et l'epaisseur optique le long du faisceau piegeant est estimee a 500. Nous avons montre que dans cette geometrie anisotrope le chauffage par diffusion multiple de photons est fortement diminue. Dans un deuxieme temps, nous avons cree un reseau optique tres desaccorde de pas 29 microns en faisant l'image d'un reseau materiel sur les atomes par le faisceau yag. Une image par absorption a permis une observation directe de la localisation des atomes dans cette structure periodique (taille du nuage atomique par site de 3 m). Le reseau atomique est non lacunaire. Par effet talbot ce confinement est tridimensionnel et conduit a des densites atomiques de l'ordre de 10#1#3 at / cm#3 et des densites dans l'espace des phases de 10##3. Le fort confinement et les densites atomiques importantes que nous avons obtenus ouvrent de nombreuses perspectives.

•Jan 1, 1998•1 citation

Arrays of single dysprosium atoms in optical tweezers to study collective light scattering

Damien Bloch

Chaines d'atomes uniques de dysprosium dans des pinces optiques pour étudier la diffusion collective de la lumière Cette thèse porte sur la construction d'une expérience de pinces optiques avec des atomes de dysprosium pour étudier les interactions induites par la lumière.Le but est d'étudier des situations dans laquelle le champ électrique rayonné par un atome lorsqu'il se désexcite peut influencer un autre atome proche.Le travail présenté ici montre que les techniques développées pour imager et manipulerdes atomes individuels dans des pinces optiques peuvent fournir de nouveaux outils expérimentaux pour étudier le problème de la diffusion collective de la lumière.Une première partie de la thèse consiste en la conception et la construction d'une expérience de pinces optiques utilisant pour la première fois des atomes de dysprosium. Une fois le système construit, nous avons caractérisé le comportement des atomes de dysprosium dans les pinces optiques.En particulier, nous avons mesuré l'influence de la polarisation de la lumière du piège sur la polarisabilité de l'atome.Grâce à ces mesures, nous avons montré l'existence d'une polarisation magique qui rend possible l'imagerie non-destructive d'atomes uniques de dysprosium avec haute fidélité.Une fois ce but atteint, nous avons réalisé de premières expériences de diffusion de la lumière sur des ensembles atomiques ordonnés réalisés avec des pinces optiques.Pour ce faire, nous avons développé une technique de détection de l'état interne d'un atome unique sur une transition optique en utilisant la structure riche de l'atome de dysprosium.Grâce à cette technique, nous avons étudié comment le champ électrique rayonné par un atome sur un autre influence la mesure de la fréquence de la transition.Nous avons observé le décalage collectif du spectre en régime stationnaire dans l'approximation de dipôles rayonnants classiques.Nous avons ensuite mesuré l'influence de ces interactions sur la spectroscopie de Ramsey.Cette situation ne peut être décrite dans une approximation classique et il est nécessaire de tenir compte de la discrétisation de l'état interne des atomes.Nous faisons également le lien entre les résultats obtenus dans ce régime et la limiteclassique.

•Jun 18, 2025•0 citations

Optique quantique avec des excitations collectives uniques dans des réseaux d’atomes piégés à proximité d'une nanofibre optique

Jérémy Raskop

Cette thèse traite des interactions entre des photons guidés par une nanofibre optique et des réseaux d'atomes piégés. Notre montage expérimental consiste en un piège dipolaire bicolore compensé, généré dans le champ évanescent d'une nanofibre et permettent de piéger des atomes de césium de part et d'autre de la fibre. Une épaisseur optique de plus de 130 est obtenue avec quelques milliers d'atomes seulement. Nous démontrons la capacité de préparer les atomes piégés dans un sous-niveau Zeeman unique, bien qu'avec une efficacité limitée. Cette étape est importante pour la réalisation de mémoires quantiques avec de longs temps de vie avec notre plateforme fibrée. Le résultat principal que nous présentons est la réalisation d'une excitation collective unique dans l'ensemble d'atomes. L'excitation est annoncée par la détection d'un photon émis dans le mode guidé. Nous sommes alors capables de lire l'état atomique et récupérer un photon unique dans le mode guidé avec une efficacité jusqu'à 25%. Ce résultat consiste en une première démonstration d'un état atomique intriqué, couplé préférentiellement à un guide d'onde, une étape importante dans le contexte de l’électrodynamique quantique avec des guides d'ondes.

•Jan 30, 2020•0 citations
Nous avons détecté, par émission stimulée, une Violation de la Parité Atomique (VPA) sous forme d'un gain optique chiral dans une vapeur de césium sur la transition 7S-6P_3/2, consécutive à l'excitation pulsée de la transition 6S-7S en lumière polarisée plane. Nous démontrons la validité de cette méthode de détection de la VPA en présentant les résultats d'une première campagne de mesures atteignant la précision de 8%, résultats de signe et grandeur attendus. Nous soulignerons les nombreux avantages de cette toute nouvelle approche qui exploite la symétrie cylindrique du montage. Nous présenterons les perspectives de mesures au niveau du pourcent capables de fournir un recoupement important du seul résultat plus précis existant, obtenu par une méthode différente.
Nous avons détecté, par émission stimulée, une Violation de la Parité Atomique (VPA) sous forme d'un gain optique chiral dans une vapeur de césium sur la transition 7S-6P_3/2, consécutive à l'excitation pulsée de la transition 6S-7S en lumière polarisée plane. Nous démontrons la validité de cette méthode de détection de la VPA en présentant les résultats d'une première campagne de mesures atteignant la précision de 8%, résultats de signe et grandeur attendus. Nous soulignerons les nombreux avantages de cette toute nouvelle approche qui exploite la symétrie cylindrique du montage. Nous présenterons les améliorations en cours visant à une précision au niveau du pourcent capable de fournir un recoupement important du seul résultat plus précis existant, obtenu par une méthode différente.
Nous étudions les performances et limites de cellules à césium en saphir pour une expérience de physique atomique visant à une mesure précise d'un effet de violation de parité (PV) associé à l'échange du boson Zo dans l'atome de césium. Une telle mesure permet un test à très basse énergie du modèle standard électrofaible. Il s'agit d'une expérience pompe-sonde sur le système 6S1/2-7S1/2-6P3/2, menée en régime impulsionnel, dans une vapeur dense de césium (2.10^14 atomes/cm3), soumise à un champ électrique E= (2kV/cm) statique à l'échelle des impulsions laser. Dans la configuration étudiée avant cette thèse (champ E appliqué selon la direction de propagation des faisceaux) les cellules en saphir ont permis de dépasser plusieurs limites rencontrées auparavant avec les cellules en verre: (i) totale immunité des fenêtres aux conditions de l'expérience (ii) destruction thermique des dimères Cs2 en surchauffant la vapeur (iii) production désormais possible du champ E dans la cellule avec des électrodes externes, attestant la réduction des courants surfaciques internes. Il apparaît cependant une émission d'électrons par les fenêtres, induite par l'impulsion laser d'excitation, et on met en évidence une multiplication des charges au cours de leur accélération dans le champ électrique. Les perturbations associées à la charge d'espace et au courant électronique limitent actuellement la précision des moyennages PV dans cette configuration. Nous avons ensuite exploré une nouvelle configuration expérimentale, où le champ électrique est perpendiculaire aux faisceaux. Cela a été réalisable facilement avec l'utilisation d'électrodes externes, exploitables avec les cellules en saphir. Les premières études expérimentales ont permis de dégager les conditions de mesure et de calibration d'orientations atomiques longitudinale et transverse (en utilisant la précession de Larmor) dans l'état 7S, par polarimétrie pompe-sonde impulsionnelle, en exploitant la détection par émission stimulée. Nous avons par ailleurs mis en oeuvre une mesure atomique in situ du champ électrique, utilisable dans les deux configurations expérimentales. Cette mesure est indispensable pour exploiter les mesures PV en configuration longitudinale.
L'objet de cette these est l'etude du refroidissement et du piegeage d'atomes de cesium dans des structures lumineuses a faible taux de diffusion. Nous avons mis au point une melasse optique dite grise dans laquelle le refroidissement est realise sur une transition de type j#f j#e = j#f 1 a l'aide de faisceaux lumineux desaccordes sur le bleu de la transition atomique (frequence du laser superieure a la frequence de la transition atomique). Les atomes etant pompes dans des etats faiblement couples a la lumiere, le taux de diffusion de photons est reduit et la temperature minimale trois fois plus faible que dans une melasse traditionnelle. Le confinement des atomes refroidis dans une melasse grise est assure par un piege dipolaire tres desaccorde cree par un laser yag : nd#3#+. Dans une premiere etape les atomes sont pieges dans un faisceau unique. Le nuage atomique a alors une structure cylindrique avec un fort confinement transverse (taille de l'ordre de six microns). Dans cette situation nous avons mesure une densite atomique de 2 10#1#2at/cm#3 et l'epaisseur optique le long du faisceau piegeant est estimee a 500. Nous avons montre que dans cette geometrie anisotrope le chauffage par diffusion multiple de photons est fortement diminue. Dans un deuxieme temps, nous avons cree un reseau optique tres desaccorde de pas 29 microns en faisant l'image d'un reseau materiel sur les atomes par le faisceau yag. Une image par absorption a permis une observation directe de la localisation des atomes dans cette structure periodique (taille du nuage atomique par site de 3 m). Le reseau atomique est non lacunaire. Par effet talbot ce confinement est tridimensionnel et conduit a des densites atomiques de l'ordre de 10#1#3 at / cm#3 et des densites dans l'espace des phases de 10##3. Le fort confinement et les densites atomiques importantes que nous avons obtenus ouvrent de nombreuses perspectives.
Chaines d'atomes uniques de dysprosium dans des pinces optiques pour étudier la diffusion collective de la lumière Cette thèse porte sur la construction d'une expérience de pinces optiques avec des atomes de dysprosium pour étudier les interactions induites par la lumière.Le but est d'étudier des situations dans laquelle le champ électrique rayonné par un atome lorsqu'il se désexcite peut influencer un autre atome proche.Le travail présenté ici montre que les techniques développées pour imager et manipulerdes atomes individuels dans des pinces optiques peuvent fournir de nouveaux outils expérimentaux pour étudier le problème de la diffusion collective de la lumière.Une première partie de la thèse consiste en la conception et la construction d'une expérience de pinces optiques utilisant pour la première fois des atomes de dysprosium. Une fois le système construit, nous avons caractérisé le comportement des atomes de dysprosium dans les pinces optiques.En particulier, nous avons mesuré l'influence de la polarisation de la lumière du piège sur la polarisabilité de l'atome.Grâce à ces mesures, nous avons montré l'existence d'une polarisation magique qui rend possible l'imagerie non-destructive d'atomes uniques de dysprosium avec haute fidélité.Une fois ce but atteint, nous avons réalisé de premières expériences de diffusion de la lumière sur des ensembles atomiques ordonnés réalisés avec des pinces optiques.Pour ce faire, nous avons développé une technique de détection de l'état interne d'un atome unique sur une transition optique en utilisant la structure riche de l'atome de dysprosium.Grâce à cette technique, nous avons étudié comment le champ électrique rayonné par un atome sur un autre influence la mesure de la fréquence de la transition.Nous avons observé le décalage collectif du spectre en régime stationnaire dans l'approximation de dipôles rayonnants classiques.Nous avons ensuite mesuré l'influence de ces interactions sur la spectroscopie de Ramsey.Cette situation ne peut être décrite dans une approximation classique et il est nécessaire de tenir compte de la discrétisation de l'état interne des atomes.Nous faisons également le lien entre les résultats obtenus dans ce régime et la limiteclassique.
Cette thèse traite des interactions entre des photons guidés par une nanofibre optique et des réseaux d'atomes piégés. Notre montage expérimental consiste en un piège dipolaire bicolore compensé, généré dans le champ évanescent d'une nanofibre et permettent de piéger des atomes de césium de part et d'autre de la fibre. Une épaisseur optique de plus de 130 est obtenue avec quelques milliers d'atomes seulement. Nous démontrons la capacité de préparer les atomes piégés dans un sous-niveau Zeeman unique, bien qu'avec une efficacité limitée. Cette étape est importante pour la réalisation de mémoires quantiques avec de longs temps de vie avec notre plateforme fibrée. Le résultat principal que nous présentons est la réalisation d'une excitation collective unique dans l'ensemble d'atomes. L'excitation est annoncée par la détection d'un photon émis dans le mode guidé. Nous sommes alors capables de lire l'état atomique et récupérer un photon unique dans le mode guidé avec une efficacité jusqu'à 25%. Ce résultat consiste en une première démonstration d'un état atomique intriqué, couplé préférentiellement à un guide d'onde, une étape importante dans le contexte de l’électrodynamique quantique avec des guides d'ondes.