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Condensation de Bose-Einstein d'Atomes de Rubidium dans un Piège Magnétique
(F. Chevy, J. Dalibard, P. Desbiolles, D. Guéry-Odelin, K. Madison, J. Söding, W. Wohlleben)
En 1995, plusieurs équipes américaines ont observés la condensation de Bose-Einstein de gaz atomiques dilués (gaz de rubidium au JILA, de lithium à Rice University, de sodium au MIT). Dans cet état très particulier de la matière, un grand nombre d'atomes occupent le même état quantique : on fabrique ainsi un "objet quantique macroscopique", dont les propriétés physiques étonnantes restent encore à explorer.
| Au mois de mars 1998, nous avons obtenu un condensat de Bose-Einstein d'atomes de rubidium en appliquant une méthode maintenant classique. Dans un premier temps, les atomes sont piégés et refroidis dans un piège magnéto-optique : dans une cellule de verre, les atomes d'une vapeur de rubidium sont soumis à l'action conjuguée de 6 faisceaux laser et d'un gradient de champ magnétique. Au centre de la cellule sont confinés un milliard d'atomes, à une température de l'ordre de 20 µK. Les atomes sont ensuite polarisés (c'est-à-dire qu'ils sont placés dans un état interne bien défini), et transférés dans un piège magnétique. Notre piège magnétique, de type Ioffe-Pritchard, est réalisé à l'aide de trois bobines qui créent d'importants gradients magnétiques au centre de la cellule de verre. |
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| On applique alors aux atomes un champ radio-fréquence, dont la fréquence diminue, qui sélectionne et éjecte du piège les atomes les plus énergétiques. Les atomes restant se rethermalisent alors par collisions élastiques. La perte d'atomes est compensé par l'abaissement de la température et l'augmentation de la densité de manière à ce que la densité dans l'espace des phases puisse atteindre le seuil de condensation. En abaissant la fréquence finale du champ radio-fréquence, on passe ainsi d'une distribution thermique d'atomes piégés à un condensat. |
Formation d'un condensat de Bose-Einstein d'atomes de rubidium
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Notre expérience est maintenant bien reproductible, et nous nous employons à étudier les diverses propriétés du condensat. Par exemple, nous avons récemment observé des oscillations du condensat dans le piège magnétique, réponse à un apport extérieur d'énergie. |
Oscillations d'un condensat de Bose-Einstein d'atomes de rubidium
Ils ont aussi contribué : M. Ben Dahan, G. Ferrari, I. Inamori.
J. Söding, D. Guéry-Odelin, P. Desbiolles, F. Chevy, H. Inamori, and J. Dalibard, Submitted to Appl. Phys. B (november 1998) "Three-body decay of a rubidium Bose-Einstein condensate" .Expériences précédentes : Refroidissement évaporatif du césium dans un piège magnétique