Développement d’un interféromètre atomique en cavité pour le projet MIGA - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Development of a cavity enhanced atom interferometer for the MIGA project

Développement d’un interféromètre atomique en cavité pour le projet MIGA

Résumé

After few decades of development, atom interferometry has become an extremely efficient tool for measuring inertial effects such as accelerations and rotations. Such techniques are now envisioned for a future generation of gravitational wave detectors to push further the limit of the current optical detectors. The Matter-Wave Laser Interferometer Gravitation Antenna (MIGA) instrument will couple atom and optical interferometry to study perturbations of the gravitational field at low-frequencies (Hz and sub-Hz). It will consist of an array of 3 atom interferometers, simultaneously interrogated by the light field resonating inside two 150 m long optical cavities, using a set of high order Bragg pulses π/2 - π - π/2. Gradiometric measurements allows a strong immunity to seismic and newtonian noises which limit optical ground-based detectors such as LIGO and Virgo. A preliminary experiment is being developed at the LP2N laboratory, in Talence (France), where a single atomic cloud is interrogated inside two 80 cm long cavities. In order to interrogate efficiently the 87Rb atoms, a gaussian beam with a radius of several mm resonating inside these cavities is required. This can be achieved by using a marginally stable cavity geometry, composed by two plane mirrors located in the focal planes of a biconvex lens.
Après plusieurs décennies de développement, l'interférométrie atomique est devenue un outil extrêmement performant pour mesurer des effets inertiels, tels que des accélérations et des rotations. De telles techniques sont maintenant envisagées pour une future génération de détecteurs d'ondes gravitationnelles afin de pousser les limites de l'état de l'art des détecteurs actuels. L'instrument MIGA (Matter-wave laser Interferometer Gravitation Antenna) couplera interférométrie atomique et optique pour étudier des perturbations du champ gravitationnel à basse fréquence (Hz et sub-Hz). Il consistera en un réseau de 3 interféromètres atomiques, simultanément interrogés par le champ électromagnétique résonnant au sein de deux cavités optiques de 150 m de long, en utilisant un ensemble d'impulsions de Bragg d'ordre π/2 - π - π/2. Des mesures gradiométriques permettront d'acquérir une forte immunité aux bruits sismique et newtonien, qui sont limitants pour les détecteurs terrestres optiques tels que LIGO et Virgo. Une expérience préliminaire est en développement au LP2N, à Talence (France), où un interféromètre est interrogé par deux cavités de 80 cm de long. Pour avoir une taille de faisceau suffisante afin d'interroger efficacement les atomes de 87Rb dans des cavités de cette longueur, nous utilisons une géométrie de cavité marginalement stable, constituée de deux miroirs plans situés à la focale d'une lentille biconvexe, où un mode gaussien de rayon de plusieurs mm peut résonner.
Fichier principal
Vignette du fichier
LEFEVRE_GREGOIRE_2019.pdf (18.08 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)
Loading...

Dates et versions

tel-02163370 , version 1 (24-06-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02163370 , version 1

Citer

Grégoire Lefèvre. Développement d’un interféromètre atomique en cavité pour le projet MIGA. Physique Quantique [quant-ph]. Université de Bordeaux, 2019. Français. ⟨NNT : 2019BORD0063⟩. ⟨tel-02163370⟩
399 Consultations
147 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More