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Title:  Manipulation cohérente d'un condensat de Bose-Einstein d'ytterbium sur la transition "d'horloge" : de la spectroscopie au magnétisme artificiel
Author:  Alexandre Dareau
As Contributor:   Alexandre Dareau
Type: Ph.D.
Discipline: Physics
Domain: Experimental
Subject area: Atomic, Molecular and Optical Physics - Experiment
URL:  https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01194429
Degree granting institution:  Ecole normale supérieure - ENS PARIS
Supervisor(s): Fabrice Gerbier
Defense date:  2015-08-31

Abstract:

Dans cette thèse, nous faisons état de la construction d’un dispositif expérimental capable de piéger et refroidir un gaz d’ytterbium, dans l’optique de simuler des champs magnétiques artificiels. Ce dispositif permettra, à terme, de produire et de caractériser des états quantiques fortement corrélés, semblables aux états rencontrés dans la physique de l’effet Hall quantique, entier ou fractionnaire.Dans un premier temps, nous décrivons la construction des parties de notre dispositif consacrées au refroidissement optique de l’ytterbium (174Yb). En particulier, nous présentons la conception d’un ralentisseur Zeeman, permettant le chargement direct d’un piège magnéto-optique effectué sur la transition d’intercombinaison 1S0 ! 3P1 de l’ytterbium.Après transport dans un piège optique, une étape de refroidissement évaporatif nous permet d’obtenir des condensats de Bose-Einstein contenant environ 5×10^4 atomes d’ytterbium. Les condensats produits sont alors chargés dans un réseau optique vertical à la longueur d’onde « magique ». Nous présentons ensuite la construction d’un système laser étroit à 578nm capable d’exciter la transition « d’horloge » 1S0 ! 3P0 de l’ytterbium. Le laser est asservi sur une cavité Fabry-Perot de grande finesse servant de référence de fréquence, dont nous avons caractérisé les différentes propriétés. Nous présentons en particulier une méthode permettant de calibrer rapidement la fréquence absolue de la cavité par comparaison avec une transition de la molécule de diiode.Finalement, nous présentons les résultats d’expériences de spectroscopie effectuées sur des condensats d’ytterbium à l’aide du laser étroit, ainsi que la manipulation cohérente du condensat sur la transition d’horloge au cours d’expériences d’oscillations de Rabi. Ces expériences préliminaires ouvrent notamment la voie à la mesure des propriétés colisionnelles de l’ytterbium 174.

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