Effets de l'interaction dipôle-dipôle sur les propriétés magnétiques d'un condensat de chrome - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Effects of dipole-dipole interaction on magnetic properties of a chromium condensate

Effets de l'interaction dipôle-dipôle sur les propriétés magnétiques d'un condensat de chrome

Benjamin Pasquiou
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 917450

Résumé

Our team achieved in 2007 the Bose Einstein condensation of 52Cr chromium atoms, which have a strong magnetic moment in its ground state. This property allows for the study of effects on these quantum systems due to interactions between magnetic dipoles. This kind of interaction departs from the ones usually driving the physics of condensates, called van der Walls interactions, because of its long range characteristic and its anisotropy. We have experimentally measured a shift in the condensate's collective oscillation frequencies: dipolar interaction modifies the condensate's answer to weak excitations. We have also studied the inelastic collisional process due to dipole-dipole interaction, called dipolar relaxation. We have measured the collision rate as a function of magnetic field, from which we deduced the chromium scattering lengths a6 = (103 +/- 4) aB and a4 = (64 +/- 4) aB. We also studied dipolar relaxation for gases loaded into optical lattices, which are a way to reduce the system's spatial dimensions. We have found that the collision rate is decreased in lower dimensions, and even cancelled in cylindrical geometry (1D tubes). Finally, we have observed a quantum phase transition at extremely low magnetic field (B ~ 250 µG), between a condensate of ferromagnetic nature and a non-polarized multi-component spinor condensate. We have studied the demagnetization dynamics, fixed by dipole-dipole interactions, at this phase transition, and the thermodynamics of such a spinor with free magnetization.
Notre équipe a obtenu en 2007 un condensat de Bose-Einstein de chrome 52Cr, élément possédant un fort moment magnétique dans son état fondamental. Cette propriété du chrome permet l'étude des effets sur ces systèmes quantiques de l'interaction entre dipôles magnétiques. Cette interaction se démarque de celles dominant habituellement la physique d'un condensat, dîtes de van der Waals, par son caractère longue portée et son anisotropie. Nous avons montré expérimentalement un décalage des fréquences d'oscillations collectives du condensat : la présence d'interaction dipolaire modifie la réponse du condensat à de faibles excitations. Nous avons également étudié les collisions inélastiques provoquées par l'interaction dipôle-dipôle, appelées relaxation dipolaire. Nous avons mesuré le taux de ce processus en fonction du champ magnétique, ce qui nous a notamment permis de déduire les longueurs de diffusion a6 = (103 +/- 4) aB et a4 = (64 +/- 4) aB du chrome. Nous avons aussi étudié la relaxation dipolaire en présence de réseaux optiques permettant de restreindre une ou plusieurs dimensions spatiales du système : nous mesurons une réduction du taux de collisions en dimensions réduites, voire même une annulation en géométrie cylindrique (1D). Enfin, nous avons observé une transition de phase quantique à très bas champ magnétique (B ~ 250 µG), entre un condensat de nature ferromagnétique et un condensat spinoriel non polarisé. Nous avons étudié la dynamique, fixée par l'interaction dipolaire, de démagnétisation du condensat lors de cette transition de phase, ainsi que la thermodynamique d'un tel spineur à magnétisation libre.
Fichier principal
Vignette du fichier
These_-_Benjamin_Pasquiou.pdf (14.85 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00659391 , version 1 (12-01-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00659391 , version 1

Citer

Benjamin Pasquiou. Effets de l'interaction dipôle-dipôle sur les propriétés magnétiques d'un condensat de chrome. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris-Nord - Paris XIII, 2011. Français. ⟨NNT : 2011PA132006⟩. ⟨tel-00659391⟩
664 Consultations
2015 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More