Ce travail porte sur l'étude du phénomène de transport de particules dans un milieu désordonné en présence d'interactions. Nous utilisons des solitons brillants de 39K qui présentent l'avantage d'avoir une densité, donc des interactions, constante en fonction du temps. Les deux premiers chapitres présentent les différentes étapes de refroidissement nécessaires pour atteindre la condensation de Bose-Einstein. En raison des mauvaises propriétés de collisions du potassium 39 à champ magnétique nul, il est nécessaire d'avoir recours aux résonances de Feshbach pour augmenter la section efficace de collision du gaz atomique et ainsi effectuer une évaporation efficace. Les observations expérimentales de résonances de Feshbach en onde p et d sont également présentées dans le chapitre 2. Les résonances de Feshbach peuvent également être utilisées pour contrôler les interactions de champ moyen dans un condensat de Bose-Einstein. En se plaçant à des interactions légèrement attractives, l'énergie d'interaction compense l'étalement du nuage atomique et nous formons des solitons. C'est le sujet du troisième chapitre. Nous avons aussi travaillé à l'optimisation du potentiel chimique des solitons. Le dernier chapitre porte sur l'observation de la propagation non linéaire de solitons, se déplaçant à une vitesse contrôlée, dans un milieu désordonné formé par un speckle optique. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec des atomes sans interaction puis à des simulations numériques basées sur l'équation de Gross-Pitaevskii 1D.
Ce travail porte sur l'étude du phénomène de transport de particules dans un milieu désordonné en présence d'interactions. Nous utilisons des solitons brillants de 39K qui présentent l'avantage d'avoir une densité, donc des interactions, constante en fonction du temps. Les deux premiers chapitres présentent les différentes étapes de refroidissement nécessaires pour atteindre la condensation de Bose-Einstein. En raison des mauvaises propriétés de collisions du potassium 39 à champ magnétique nul, il est nécessaire d'avoir recours aux résonances de Feshbach pour augmenter la section efficace de collision du gaz atomique et ainsi effectuer une évaporation efficace. Les observations expérimentales de résonances de Feshbach en onde p et d sont également présentées dans le chapitre 2. Les résonances de Feshbach peuvent également être utilisées pour contrôler les interactions de champ moyen dans un condensat de Bose-Einstein. En se plaçant à des interactions légèrement attractives, l'énergie d'interaction compense l'étalement du nuage atomique et nous formons des solitons. C'est le sujet du troisième chapitre. Nous avons aussi travaillé à l'optimisation du potentiel chimique des solitons. Le dernier chapitre porte sur l'observation de la propagation non linéaire de solitons, se déplaçant à une vitesse contrôlée, dans un milieu désordonné formé par un speckle optique. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec des atomes sans interaction puis à des simulations numériques basées sur l'équation de Gross-Pitaevskii 1D.
Ce travail porte sur l'étude du phénomène de transport de particules dans un milieu désordonné en présence d'interactions. Nous utilisons des solitons brillants de 39K qui présentent l'avantage d'avoir une densité, donc des interactions, constante en fonction du temps. Les deux premiers chapitres présentent les différentes étapes de refroidissement nécessaires pour atteindre la condensation de Bose-Einstein. En raison des mauvaises propriétés de collisions du potassium 39 à champ magnétique nul, il est nécessaire d'avoir recours aux résonances de Feshbach pour augmenter la section efficace de collision du gaz atomique et ainsi effectuer une évaporation efficace. Les observations expérimentales de résonances de Feshbach en onde p et d sont également présentées dans le chapitre 2. Les résonances de Feshbach peuvent également être utilisées pour contrôler les interactions de champ moyen dans un condensat de Bose-Einstein. En se plaçant à des interactions légèrement attractives, l'énergie d'interaction compense l'étalement du nuage atomique et nous formons des solitons. C'est le sujet du troisième chapitre. Nous avons aussi travaillé à l'optimisation du potentiel chimique des solitons. Le dernier chapitre porte sur l'observation de la propagation non linéaire de solitons, se déplaçant à une vitesse contrôlée, dans un milieu désordonné formé par un speckle optique. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec des atomes sans interaction puis à des simulations numériques basées sur l'équation de Gross-Pitaevskii 1D.
Ce travail porte sur l'étude du phénomène de transport de particules dans un milieu désordonné en présence d'interactions. Nous utilisons des solitons brillants de 39K qui présentent l'avantage d'avoir une densité, donc des interactions, constante en fonction du temps. Les deux premiers chapitres présentent les différentes étapes de refroidissement nécessaires pour atteindre la condensation de Bose-Einstein. En raison des mauvaises propriétés de collisions du potassium 39 à champ magnétique nul, il est nécessaire d'avoir recours aux résonances de Feshbach pour augmenter la section efficace de collision du gaz atomique et ainsi effectuer une évaporation efficace. Les observations expérimentales de résonances de Feshbach en onde p et d sont également présentées dans le chapitre 2. Les résonances de Feshbach peuvent également être utilisées pour contrôler les interactions de champ moyen dans un condensat de Bose-Einstein. En se plaçant à des interactions légèrement attractives, l'énergie d'interaction compense l'étalement du nuage atomique et nous formons des solitons. C'est le sujet du troisième chapitre. Nous avons aussi travaillé à l'optimisation du potentiel chimique des solitons. Le dernier chapitre porte sur l'observation de la propagation non linéaire de solitons, se déplaçant à une vitesse contrôlée, dans un milieu désordonné formé par un speckle optique. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec des atomes sans interaction puis à des simulations numériques basées sur l'équation de Gross-Pitaevskii 1D.
Les gaz d'atomes ultra-froids sont des systèmes à N-corps quantiques extrêmement propres et versatiles qui permettent de revisiter dans un environnement contrôlé des concepts fondamentaux souvent issus de la matière condensée. Dans notre système expérimental, nous travaillons avec des gaz d'atomes de potassium 39, qui sont des bosons et qui offrent la possibilité de modifier à loisir les interactions inter-atomiques grâce à des résonances magnétiques de diffusion, ou résonances de Feshbach. Notre équipe s'intéresse particulièrement à la physique des gaz quantiques en basses dimensions et en présence de désordre. Dans un premier temps, nous présentons l’observation et l’étude de la propagation d'un soliton brillant, une onde de matière 1D en interaction attractive, à travers un potentiel désordonné créé à partir d’une figure de speckle optique. Ce travail constitue la première mise en évidence d’effets non-linéaires sur la propagation d’atomes dans un milieu désordonné. Les limites de l’expérience, notamment en terme d’imagerie et de contrôle des champs magnétiques, ont motivé le design et la construction d’une nouvelle enceinte à vide. La suite du manuscrit est dédiée à la description et la caractérisation du nouveau dispositif expérimental, de sa construction à son utilisation pour la production de condensats de Bose-Einstein. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de la localisation d’Anderson d’atomes-froids en présence d’une force constante. La localisation d’Anderson est caractérisée par une suppression de la conductivité sous l’effet du désordre. Dans le cadre des atomes-froids, elle s’explique par la prise en compte de la nature ondulatoire des atomes pendant les processus de diffusion dans le milieu désordonné. Bien qu’à 1D la localisation soit toujours présente, des études théoriques prédisent qu’une force constante appliquée au système modifie de manière drastique les signatures de la localisation (décroissance algébrique de la fonction d’onde) et peut conduire à une délocalisation complète du système. L’étude expérimentale que nous avons menée confirme les prédictions théoriques.
Le potassium 39 est l'un des alcalins pour lesquels il est possible de contrôler les interactions entre atomes grâce à l'utilisation de résonances de Feshbach. Cette thèse présente un protocole rapide et performant de production de condensats de Bose-Einstein tout optiques de 39K. Notre technique s'appuie sur l'utilisation de mélasses grises permettant de refroidir suffisamment le nuage atomique pour charger directement un piège optique, ainsi que sur une phase d'évaporation optique réalisée au voisinage d'une résonance de Feshbach afin de contrôler le taux de collisions entre atomes. Des études dans divers mélanges de spins nous ont permis d'observer de nouvelles résonances de Feshbach en onde p ainsi qu'une résonance en onde d. Cette dernière, présentant des caractéristiques peu usuelles, a été étudiée plus en détails afin de comprendre les processus de collisions en jeu. Le modèle développé, faisant intervenir deux étapes de collision à deux corps, permet d'expliquer les résultats expérimentaux obtenus. Dans les gaz de Bose dégénérés de 39K produits, le contrôle des interactions au voisinage de la résonance de Feshbach à 560,7 Gauss pour les atomes de 39K dans l'état |F=1,mF=-1> nous a permis d'adresser différents problèmes physiques. Dans le cas d'interactions répulsives, nous étudions l'expansion d'un condensat de Bose-Einstein dans le crossover dimensionel 1D-3D tandis que pour des interactions attractives, nous formons des solitons brillants dans un piège optique unidimensionnel. Les perspectives d'étude de ces gaz de Bose dégénérés auto-confinés dans des milieux désordonnés sont également discutées.
Le potassium 39 est l'un des alcalins pour lesquels il est possible de contrôler les interactions entre atomes grâce à l'utilisation de résonances de Feshbach. Cette thèse présente un protocole rapide et performant de production de condensats de Bose-Einstein tout optiques de 39K. Notre technique s'appuie sur l'utilisation de mélasses grises permettant de refroidir suffisamment le nuage atomique pour charger directement un piège optique, ainsi que sur une phase d'évaporation optique réalisée au voisinage d'une résonance de Feshbach afin de contrôler le taux de collisions entre atomes. Des études dans divers mélanges de spins nous ont permis d'observer de nouvelles résonances de Feshbach en onde p ainsi qu'une résonance en onde d. Cette dernière, présentant des caractéristiques peu usuelles, a été étudiée plus en détails afin de comprendre les processus de collisions en jeu. Le modèle développé, faisant intervenir deux étapes de collision à deux corps, permet d'expliquer les résultats expérimentaux obtenus. Dans les gaz de Bose dégénérés de 39K produits, le contrôle des interactions au voisinage de la résonance de Feshbach à 560,7 Gauss pour les atomes de 39K dans l'état |F=1,mF=-1> nous a permis d'adresser différents problèmes physiques. Dans le cas d'interactions répulsives, nous étudions l'expansion d'un condensat de Bose-Einstein dans le crossover dimensionel 1D-3D tandis que pour des interactions attractives, nous formons des solitons brillants dans un piège optique unidimensionnel. Les perspectives d'étude de ces gaz de Bose dégénérés auto-confinés dans des milieux désordonnés sont également discutées.
Les gaz d'atomes ultra-froids sont des systèmes à N-corps quantiques extrêmement propres et versatiles qui permettent de revisiter dans un environnement contrôlé des concepts fondamentaux souvent issus de la matière condensée. Dans notre système expérimental, nous travaillons avec des gaz d'atomes de potassium 39, qui sont des bosons et qui offrent la possibilité de modifier à loisir les interactions inter-atomiques grâce à des résonances magnétiques de diffusion, ou résonances de Feshbach. Notre équipe s'intéresse particulièrement à la physique des gaz quantiques en basses dimensions et en présence de désordre. Dans un premier temps, nous présentons l’observation et l’étude de la propagation d'un soliton brillant, une onde de matière 1D en interaction attractive, à travers un potentiel désordonné créé à partir d’une figure de speckle optique. Ce travail constitue la première mise en évidence d’effets non-linéaires sur la propagation d’atomes dans un milieu désordonné. Les limites de l’expérience, notamment en terme d’imagerie et de contrôle des champs magnétiques, ont motivé le design et la construction d’une nouvelle enceinte à vide. La suite du manuscrit est dédiée à la description et la caractérisation du nouveau dispositif expérimental, de sa construction à son utilisation pour la production de condensats de Bose-Einstein. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de la localisation d’Anderson d’atomes-froids en présence d’une force constante. La localisation d’Anderson est caractérisée par une suppression de la conductivité sous l’effet du désordre. Dans le cadre des atomes-froids, elle s’explique par la prise en compte de la nature ondulatoire des atomes pendant les processus de diffusion dans le milieu désordonné. Bien qu’à 1D la localisation soit toujours présente, des études théoriques prédisent qu’une force constante appliquée au système modifie de manière drastique les signatures de la localisation (décroissance algébrique de la fonction d’onde) et peut conduire à une délocalisation complète du système. L’étude expérimentale que nous avons menée confirme les prédictions théoriques.