La structure atomique et la quantisation

Niels Henrik David Bohr

Ph. Chomaz

Zhibin Yao

Interférométrie atomique avec le condensat de Bose-Einstein : vers une détermination de la constante de structure fine α Mes travaux de thèse ont porté sur la détermination de la constante de structure fine à partir de la mesure du rapport 'h/m' entre la constante de Planck et la masse atomique qui limite actuellement l'exactitude de la constante de structure fine. Notre approche pour obtenir une valeur du 'h/m' est basée sur la mesure combinée de la vitesse de recul induite par l'absorption des photons et de la fréquence des lasers utilisés pour manipuler les ondes atomiques. Durant mes deux premières années, j'ai été particulièrement impliqué dans l'étude et l'évaluation de trois effets systématiques : 1) L'effet systématique dû à la distorsion du front d'onde et du profil d'intensité, 2) Le décalage lumineux résiduel dû à l'expansion du nuage atomique, 3) Un déphasage électronique dans la boucle à verrouillage de phase des lasers Raman. Comme les deux effets systématiques les plus importants sont étroitement liés à la température transverse du nuage atomique, l'atténuation de ces effets nécessite une source atomique plus petite et plus froide, un condensat de Bose-Einstein (BEC) serait une bonne option pour nous. J'ai ensuite travaillé sur la production d'un BEC de 200 000 atomes avec une séquence d'évaporation de 1,7 s dans un piège tout optique. J'ai observé un gradient de phase intéressant à la fin de la séquence de l'interféromètre atomique qui est dû aux interactions atomiques mutuelles. Ainsi, la deuxième partie de ma thèse a été consacrée à l'étude de l'effet d'interaction atomique dans le BEC en utilisant l'interféromètre à atomes de Mach-Zehnder. J'ai développé deux modèles théoriques différents pour comprendre et évaluer le déphasage dû aux interactions atomiques en fonction de paramètres expérimentaux tels que le déséquilibre de populations entre les deux bras de l'interféromètre, le temps de relâchement du BEC et les fréquences de piège. Ces modèles reproduisent les mesures expérimentales sans aucun ajustement. A la fin de ma thèse, j'ai réalisé une évaluation préliminaire de l'incertitude statistiques sur la mesure du rapport h/m en utilisant un BEC.

Antoine Browaeys

Bernard Cagnac, J.C. Pébay-Peyroula

Zhibin Yao

Mes travaux de thèse ont porté sur la détermination de la constante de structure fine à partir de la mesure du rapport 'h/m' entre la constante de Planck et la masse atomique qui limite actuellement l'exactitude de la constante de structure fine. Notre approche pour obtenir une valeur du 'h/m' est basée sur la mesure combinée de la vitesse de recul induite par l'absorption des photons et de la fréquence des lasers utilisés pour manipuler les ondes atomiques. Durant mes deux premières années, j'ai été particulièrement impliqué dans l'étude et l'évaluation de trois effets systématiques : 1) L'effet systématique dû à la distorsion du front d'onde et du profil d'intensité, 2) Le décalage lumineux résiduel dû à l'expansion du nuage atomique, 3) Un déphasage électronique dans la boucle à verrouillage de phase des lasers Raman. Comme les deux effets systématiques les plus importants sont étroitement liés à la température transverse du nuage atomique, l'atténuation de ces effets nécessite une source atomique plus petite et plus froide, un condensat de Bose-Einstein (BEC) serait une bonne option pour nous. J'ai ensuite travaillé sur la production d'un BEC de 200 000 atomes avec une séquence d'évaporation de 1,7 s dans un piège tout optique. J'ai observé un gradient de phase intéressant à la fin de la séquence de l'interféromètre atomique qui est dû aux interactions atomiques mutuelles. Ainsi, la deuxième partie de ma thèse a été consacrée à l'étude de l'effet d'interaction atomique dans le BEC en utilisant l'interféromètre à atomes de Mach-Zehnder. J'ai développé deux modèles théoriques différents pour comprendre et évaluer le déphasage dû aux interactions atomiques en fonction de paramètres expérimentaux tels que le déséquilibre de populations entre les deux bras de l'interféromètre, le temps de relâchement du BEC et les fréquences de piège. Ces modèles reproduisent les mesures expérimentales sans aucun ajustement. A la fin de ma thèse, j'ai réalisé une évaluation préliminaire de l'incertitude statistiques sur la mesure du rapport h/m en utilisant un BEC.