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Thèse Année : 2009

BOSE-EINSTEIN CONDENSATION OF CHROMIUM and study of inelastic collisions due to dipolar interactions

CONDENSATION DE BOSE-EINSTEIN DU CHROME

Résumé

Its large magnetic moment in the ground state makes chromium a good candidate for the study of dipolar interactions in a degenerate gas. We have built an experimental setup for trapping and cooling atoms of 52Cr down to Bose-Einstein condensation (BEC). Evaporative cooling takes place in a purely optical trap, which is loaded from the magneto-optical trap using a novel process of continuous accumulation of metastable states. We produce a condensate of typically 15 000 atoms in a time of 15 s. We studied the possibility to bring all the Zeeman substates of a chromium BEC to degeneracy in a non-zero static magnetic field, using a radiofrequency (rf) magnetic field, and demonstrated a new process of rf-assisted dipolar relaxation. We also studied a narrow Feshbach resonance induced by dipolar interaction, which implies a d-wave collisional chanel. We analyzed this resonance in the presence of a rf magnetic field and we reinterpreted rf association of molecules as a mere Feshbach resonance between rf dressed states. Finally, we have set up an optical lattice in the perspective of studying the effects of dipole-dipole interactions in reduced dimension.
A cause de son fort moment magnétique dans l’état fondamental, le chrome est un bon candidat pour l’étude des interactions dipolaires dans un gaz dégénéré. Nous avons mis en place un dispositif expérimental afin de piéger et de refroidir des atomes de 52Cr jusqu’à la condensation de Bose-Einstein. Le refroidissement évaporatif a lieu dans un piège optique, dont le chargement à partir du piège magnéto-optique est réalisé grâce à une méthode originale d’accumulation en continu d’atomes dans des états métastables. Nous produisons un condensat contenant typiquement 15 000 atomes en 15 s au total. Nous avons étudié la possibilité d’amener les sous-états Zeeman du chrome condensé à dégénérescence dans un champ magnétique statique non nul, en utilisant un champ magnétique radiofréquence (rf). Cela nous a conduit à mettre en évidence un processus de relaxation dipolaire assistée par la rf. Nous avons ´egalement étudié une résonance de Feshbach induite par l’interaction dipolaire, qui a la particularité d’impliquer un canal de collisions en onde d. Nous avons analysé cette résonance en présence de champs rf, et réinterprété l’association rf de molécules comme une simple résonance de Feshbach entre états habillés. Enfin, nous avons mis en place un réseau optique dans la perspective d’étudier l’effet des interactions dipôle-dipôle en dimension réduite.
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Dates et versions

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  • HAL Id : tel-01163706 , version 1

Citer

Quentin Beaufils. CONDENSATION DE BOSE-EINSTEIN DU CHROME : et etude de collisions inélastiques dues aux interactions dipolaires. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris Nord, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01163706⟩
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