Corrélations en impulsion dans les gaz fermioniques d'Hélium métastable

par Antoine Tenart

Projet de thèse en Physique quantique

Sous la direction de Denis Boiron et de David Clement.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne) (laboratoire) , Optique atomique (equipe de recherche) et de Institut d'optique théorique et appliquée (Orsay, Essonne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Le travail de thèse sera centré sur la réalisation expérimentale de systèmes fortement corrélés avec des gaz quantiques dégénérés et sur la mesure de corrélations en impulsion dans ces états quantiques à N corps. Il s'effectuera sur un dispositif permettant la production de condensat de Bose-Einstein gazeux d'Hélium métastable (4He*) construit au Laboratoire Charles Fabry. Une méthode de détection électronique particulière à l'Hélium métastable donne accès aux positions 3D d'atomes uniques après un long temps d'expansion en dehors du piège, c'est à dire dans l'espace des impulsions. Ce dispositif sera dans un premier temps utilisé pour l'étude de la dynamique hors-équilibre de gaz de Bose unidimensionnels. Une partie importante du travail de thèse consistera ensuite à ajouter l'espèce fermionique 3He* sur le dispositif et de la refroidir pour réaliser une mer de Fermi. L'observation d'une mer de Fermi ouvrira la voie à la seconde partie du travail de thèse qui aura pour débutera par l'étude d'interactions résonantes 3He*-3He* et 4He*-3He* et se poursuivra par la recherche de corrélations en impulsion en présence de pairing fermionique.

  • Titre traduit

    Momentum correlations in fermionic gases of metastable helium


  • Résumé

    The Phd will be centered on the experimental realization of strongly correlated systems with degenerate quantum gases and on the measure of momentum correlations in many-body quantum states. The PhD work will take place on the existing apparatus at Laboratoire Charles Fabry that brings metastable Helium 4He* to Bose-Einstein condensation. A detector special to metastable Helium allows us access the 3D positions and correlations of individual atoms after a long time of expansion, i.e. in the momentum space. At the beginning of the PhD, this apparatus will be used to investigate out-of-equilibrium one-dimensional Bose gases. A large experimental part of the PhD will be dedicated to the implementation of the fermionic species 3He* on the apparatus and to the realization of a degenerate Fermi sea. The latter will pave the way to the investigation of resonant interaction between 3He*-3He* and between 4He*-3He*. It will then proceed with the search for momentum correlations in the presence of fermionic pairing.