Thèse soutenue

Vers la réalisation expérimentale d'un gas de fermions à une dimension en interactions fortes
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Auteur / Autrice : Cédric Enesa
Direction : Frédéric Chevy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique quantique
Date : Soutenance le 13/12/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Kastler Brossel (Paris ; 1998-....)
Établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Jook Walraven
Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Chevy, Jook Walraven, Roberta Citro, Giacomo Roati, Robin Kaiser
Rapporteurs / Rapporteuses : Roberta Citro, Giacomo Roati

Résumé

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Cette thèse décrit les récents résultats de l’expérience FerMix, expérience dédiée à l’étude des systèmes fermioniques quantiques à N corps à ultra basse température. Pour cela, des ensembles d’atomes de ⁴⁰K sont utilisés. Nous présentons ici deux principaux résultats. En premier lieu, nous décrivons le dispositif expérimental ainsi que les étapes menant à la préparation d’un gaz fermionique fortement dégénéré composé de 1.5×10⁴ atomes de ⁴⁰K à une température de T/TF = 0.14, soit juste en-dessous de la température critique de superfluidité. En second lieu, nous rapportons nos progrès pour explorer le croisement dimensonnel entre les liquides de Tomonaga- Luttinger à 1D et ceux de Landau-Fermi à 3D. Pour ce faire, nous confinons notre gaz de Fermi ultrafroid au sein d’un réseau optique 2D à grand pas. Après la description du dispositif utilisé et la caractérisation du potentiel périodique, nous discutons de la stratégie mise en oeuvre pour transférer les atomes dans le réseau 1D puis au sein de l’onde stationnaire 2D. Le chargement du réseau 1D représente l’accomplissement final présenté dans ce manuscrit : la réalisation d’un gaz de Fermi dégénéré à deux dimensions, composé de 250 atomes par état de spin et à une témperature de T/TF = 0.34.