Transmission cohérente et interaction de type gravitationnel dans un nuage froid de strontium

par Maryvonne Chalony

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de David Wilkowski.

Soutenue en 2010

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) .

mots clés

• Strontium
• Atomes froids
• Gravitation
• Ondes -- Propagation

Résumé

Ce mémoire présente les résultats expérimentaux obtenus sur un nuage d'atomes froids de Strontium 88. Une première étude permet l'observation expérimentale inédite d'un système quasi-1D présentant une interaction attractive à longue portée type gravitationnel. Elle provient d'une force attractive due à l'effet d'ombre qui apparaît lors de l'absorption des faisceaux lasers par l'échantillon atomique. Nous avons ainsi retrouvé un profil de densité suivant un cosh-2 ainsi qu'une signature sur le mode de respiration du nuage. Une seconde étude est menée sur la transmission cohérente par un nuage de diffuseurs. Des processus de décohérence du champ transmis ont été mis en évidence, faisant ainsi apparaître de nouvelles échelles de temps caractéristiques liées à la température et à l'épaisseur optique du milieu diffusant. Nous avons également fait apparaître l'évolution de la phase entre les champs incident et transmis en fonction de l'épaisseur optique du milieu.

Titre traduit

Coherent transmission and gravitation type interaction in a cold strontium cloud

Résumé

This thesis presents the experimental results obtained on a cloud of cold Strontium 88 atoms. A first study reveals novel experimental observation of a quasi-1D system exhibiting an attractive long-range interaction similar to that of gravitation. This was produced from an attractive force due to the shadow effect that appears from the absorption of laser beams through the atomic sample. We have thus found a density profile following a cosh-2 behaviour and a signature on the cloud breathing oscillations. A second study has been conducted on the coherent transmission through a cloud of scatterers. The processes of decoherence of the transmitted field have been identified, revealing new characteristic time-scales related to the temperature and optical thickness of the scattering medium. We also highlighted the evolution of the phase between the incident and transmitted fields as a function of the medium's optical thickness.