Quasicristaux optiques : refroidissement et piegeage d'atomes de cesium dans un potentiel lumineux quasi-periodique

• Auteur / Autrice : Luca Guidoni
• Direction : Philippe Verkerk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these est consacree a l'etude experimentale des reseaux optiques brillants dans des situations ou le potentiel lumineux perd partiellement ou totalement ses proprietes de periodicite spatiale. Elle s'inscrit dans le domaine du refroidissement d'atomes par laser tout en etudiant des systemes qui partagent leurs proprietes de symetrie avec les quasicristaux (structures ordonnees non periodiques decouvertes en physique des solides). Nous decrivons comment obtenir des potentiels lumineux quasi-periodiques et nous expliquons comment nous avons refroidi et piege des atomes de cesium dans des reseaux optiques incommensurables, dans des super-reseaux optiques (potentiels lumineux modules a grande echelle) et dans des quasicristaux optiques avec une symetrie rotationnelle d'ordre cinq. Nous avons caracterise ces nouveaux systemes physiques par des techniques de temps de vol, de spectroscopie pompe-sonde, de diffraction de bragg et d'imagerie directe. Nous avons ainsi obtenu des informations sur la temperature cinetique, sur le mouvement des atomes dans les puits de potentiel lumineux, sur la distribution de densite atomique (ordre a grande echelle) et sur les proprietes de transport des reseaux optiques quasi-periodiques. Dans une derniere partie de la these, nous avons effectue une etude numerique par simulation monte-carlo semi-classique des reseaux optiques periodiques et quasi-periodiques a trois dimensions. Les resultats de ces simulations sur la temperature, la localisation et les proprietes de transport sont en bon accord qualitatif avec les experiences. Ces simulations ont permis d'ameliorer notablement la comprehension du comportement des atomes dans ce nouveau type de reseau optique.