Expériences d interférométrie atomique avec l'atome de lithium

par Marion Jacquey

Thèse de doctorat en Physique quantique

Sous la direction de Jacques Vigué.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Cette étude présente la mise au point d'un interféromètre atomique de Mach Zehnder et son utilisation pour des mesures interférométriques. Un jet supersonique de lithium est diffracté élastiquement dans le régime de Bragg par des ondes laser stationnaires quasi-résonnantes avec la première transition de résonance du lithium à 671 nm. Une modélisation de l'interféromètre est réalisée grâce à une simulation numérique du processus de diffraction, ce qui permet de décrire précisement le caractère sélectif de l'interféromètre en vitesse et en angle d'incidence. Les signaux d'interférences obtenus présentent, au premier ordre de diffraction, une visibilité allant jusqu'à 84. 5%. Aux deuxième et troisième ordres de diffraction, la visibilité des signaux observés est réduite et cette réduction est largement due au bruit de phase induit par les vibrations mécaniques de l'interféromètre. La qualité des signaux au premier ordre de diffraction est utilisée pour réaliser deux mesures interférométriques. L'application d'un champ électrique sur un seul des deux faisceaux atomiques, séparés de 90 microns, induit un déphasage du signal d'interférence dont la mesure permet de déterminer très précisément la polarisabilité de l'atome de lithium, alpha = (24. 34 ± 0. 16) 10-30 m3, en excellent accord avec les calculs les plus précis. De même, en interposant du gaz sur un seul faisceau atomique, on réalise une série de mesures de l'indice de réfraction n de gaz (Ar, Kr, Xe) pour une onde atomique de lithium. La linéarité de (n-1) en fonction de la densité de gaz est bien vérifiée. En faisant varier la longueur d'onde du lithium, j'ai observé les oscillations de gloire des parties réelle et imaginaire de l'indice de réfraction ainsi que de leur rapport rho. Ces mesures sont comparées à des mesures de section efficace totale pour la partie imaginaire de l'indice et à des calculs pour la partie réelle et le rapport rho. Dans tous les cas, la comparaison est très satisfaisante.

  • Titre traduit

    Atom interferometry experiments with lithium atom


  • Résumé

    This study presents a Mach Zehnder atom interferometer and its operation for interferometric measurements. A supersonic beam of lithium is diffracted in the Bragg regime on laser standing waves. The apparatus exhibits interference fringes with an excellent visibility, up to 84. 5 %, for 1st diffraction order. The visibility for 2nd or 3rd order diffraction are reduced due to the phase noise induced by mechanical vibrations. The application of an electric field on one atomic beam induces a phase shift which provides an accurate measurement of the electric polarizability of lithium, a=(24. 34±0. 16)´10-30m3, in excellent agreements with calculations. By inserting a gas cell, we measure the refractive index of gases for lithium waves. By changing the lithium wavelength, we observe glory oscillations on the real and imaginary parts of the index and also on their ratio r. These measurements are compared to measurements of the total cross section and to calculations and the agreement is good.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (257 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 241-257

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006TOU30171
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.