Sur le Pouvoir Rotatoire Magnétique des Atomes Optiquement Orientés

J. Brossel, Bernard Cagnac, Alfred Kastler

Des atomes de sodium d'un jet atomique ont été orientés par illumination avec de la lumière de résonance 5 890-5 896 Å polarisée circulairement. Ces atomes orientés ont été utilisés pour effectuer des transitions de résonance magnétique entre les sous-niveaux Zeeman de l'état fondamental 32 $$ S1/z, transitions qui ont été détectées optiquement. A côté des résonances normales correspondant au passage d'un niveau m à un niveau adjacent on observe, lorsqu'on augmente l'amplitude du champ de haute fréquence, des résonances nouvelles très aigues qui font intervenir à la fois trois ou quatre niveaux Zeeman.

Alfred Kastler

C. Besset, J. J. Horowitz, Albert Messiah +1 more

Nous considérons l'effet sur un ensemble de systèmes quantiques à N niveaux inégalement peuplés, d'une radiofréquence perturbatrice appliquée pendant un temps limité, susceptible d'induire des transitions entre niveaux immédiatement voisins. En plus des résonances ordinaires correspondant à l'égalisation des populations de deux niveaux voisins que prévoit une théorie simple mettant en jeu l'interaction des deux niveaux avec le champ de radiofréquence sans tenir compte de l'existence des autres niveaux, la théorie complète prévoit toute une série de résonances plus fines. Ces prévisions sont en accord avec les résultats obtenus par Brossel, Cagnac et Kastler dans leurs expériences de résonance magnétique sur un jet d'atomes orientés optiquement.

F. Schuller, M.J.D. Macpherson, Derek N. Stacey

Olivier Houdé

L'objet de cette these est la realisation d'elements d'optique atomique. Nous avons developpe et etudie trois elements: un guide dipolaire, une lame separatrice dipolaire et un miroir concave magnetique. Ces elements ont ete caracterises en etudiant leur influence sur un nuage d'atomes froids de 87Rb en propagation sous l'effet de la gravite. Les atomes froids sont produits a l'aide d'un piege magneto-optique. Le guide a atomes repose sur l'utilisation de la force dipolaire cree par un faisceau laser de mode TEM_00, oriente verticalement et tres eloigne vers le rouge de toute resonance atomique. L'interaction dipolaire creee un puits de potentiel de profondeur finie qui confine transversalement une partie des atomes au cours de leur propagation, les empechant de s'etendre sous l'effet de leur temperature. Nous avons ainsi guide 15% des atomes sur une distance de 30 cm. La lame separatrice utilise la force dipolaire creee par deux guides dipolaires croises. Le premier est oriente verticalement et le second suivant une direction oblique d'angle 0,12 rad. Les atomes sont, dans un premier temps, guides par le guide vertical sur une hauteur de 4 mm. A cette altitude, le guide oblique est allume. Dans la zone de recouvrement des deux guides, le nuage d'atomes est scinde en deux. A la sortie de la lame, on obtient deux nuages atomiques separes d'environ 1 mm. L'efficacite de transfert d'un bras a l'autre est de l'ordre de 40%. Le miroir concave magnetique utilise l'effet Stem et Gerlach. Les atomes prealablement acceleres par la gravite rebondissent lorsque l'on allume le gradient de champ magnetique cree par une paire de bobines en configuration anti-Helmholtz. Le puits de potentiel auquel sont soumis les atomes cree une cavite dans laquelle le nuage oscille et subit une succession de focalisations et de defocalisations. Nous avons ainsi pu observer deux rebonds et plusieurs focalisations.

Anil K. Patnaik, G. S. Agarwal