Etude des propriétés de cohérence d'un condensat de Bose-Einstein à l'équilibre et hors équilibre : longueur de cohérence d'un condensat de Bose-Einstein très allongé

Abstract

Le condensat de Bose-Einstein, equivalent atomique du laser en optique, est habituellement considere comme un objet completement coherent. Mais ceci n'est verifie que dans le cas de systemes peu anisotropes. Pour des condensats fortement allonges, des fluctuations de phase apparaissent suivant l'axe long, ce qui implique une reduction de la longueur de coherence de ces condensats. On parle alors de quasi-condensat. Dans ce memoire, nous presentons deux etudes experimentales portant sur la coherence de condensats tres allonges. La premiere etude a ete realisee sur des condensats a l'equilibre. La mesure de la longueur de coherence a ete effectuee par l'intermediaire de la mesure de la fonction de correlation a l'aide d'une methode interferometrique. Nos resultats montrent la transition entre un condensat coherent et un quasi-condensat, avec une longueur de coherence diminuant avec l'augmentation de l'amplitude des fluctuations de phase. Nous avons par ailleurs observe le passage d'une forme gaussienne a une forme exponentielle pour la fonction de correlation. La deuxieme etude a porte sur la formation du condensat avec plus particulierement l'etude de la cinetique de formation de la coherence en phase. Nos resultats montrent tout d'abord une montee de la fraction condensee qualitativement identique a celle des condensats 3D sans fluctuation de phase. Enfin, nous avons mesure la longueur de coherence au cours de cette formation a l'aide de la spectroscopie de Bragg. Nos resultats montrent un etablissement de la coherence rapide compare au temps de mise a l'equilibre de la fraction condensee.