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Soutenance de thèse de Rudy Romain

par Webmestre - publié le , mis à jour le

« Dynamique spatio-temporelle dans un piège magnéto-optique »

Lundi 09 décembre 2013 — 10h30 — CERLA

Résumé :

Cette thèse a pour objectif d’étudier la dynamique spatio-temporelle des atomes refroidis par laser dans un
piège magnéto-optique (PMO). Il a été montré qu’un nuage d’atomes froids dans le régime de diffusion multiple peut
présenter un comportement instable sans modulation externe du système. Cependant, ces instabilités n’ont pas encore
été modélisées de façon satisfaisante.

Une nouvelle configuration du PMO a été mise en oeuvre pour tenter d’étudier des instabilités dans une seule
direction. Ce PMO, qualifié d’anisotrope, n’utilise pas des lasers de mêmes fréquences dans chaque direction de
l’espace. Il met en évidence les forts couplages existants entre les directions du piège, si bien qu’il n’est pas possible de
l’utiliser pour réduire le nombre de dimensions dans lesquelles les instabilités s’établissent. Toutefois, cette étude
constitue un premier pas vers une meilleure description tridimensionnelle du piège. Elle nous a notamment permis de
mesurer la probabilité pour qu’un photon diffusé soit réabsorbé à l’intérieur du nuage. Cette quantité est
caractéristique du PMO mais elle n’avait jusqu’à là jamais été mesurée.

Nous avons également établi un modèle spatio-temporel unidimensionnel du PMO. Il est constitué d’un
système d’équations non-linéaires couplées reliant la densité atomique et les intensités des faisceaux lasers. Ce
système contient notamment une équation de Vlasov-Fokker-Planck, rencontrée dans de nombreux domaines de la
physique. Des simulations numériques ont été effectuées dans un cas simple. D’un point de vue expérimental,
l’utilisation d’une caméra rapide nous a permis de mettre en évidence la structure spatiale d’instabilités de type
stochastique.

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