UNIVERSITÉ PARIS-NORD INSTITUT GALILÉE LABORATOIRE DE

UNIVERSIT´ E PARIS-NORD
INSTITUT GALIL´ EE
LABORATOIRE DE PHYSIQUE DES LASERS
THESE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSIT´ E PARIS XIII
sp´ecialit´e : Physique
pr´esent´ee par
Quentin BEAUFILS
pour obtenir le titre de
Docteur en Physique
Sujet de la th`ese :
CONDENSATION DE BOSE-EINSTEIN DU CHROME
et ´etude de collisions in´elastiques dues aux interactions
dipolaires
Soutenue le 29 octobre 2009, devant le jury compos´e de :
M. Pierre PILLET Pr´esident
M. Denis BOIRON Rapporteur
M. David GUERY-ODELIN Rapporteur
M. Ennio ARIMONDO Examinateur
M. Daniel BLOCH Examinateur
M. Olivier GORCEIX Directeur de th`ese

II

Table des mati`eres
Tabledesmati`eres ................................ IV
Introduction 3
I Condensation de Bose-Einstein du 52Cr 9
1 Pi´egeage magn´eto-optique du chrome 11
1.1 LeChrome.................................. 11
1.2 Dispositif exp´erimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Les sources Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4 Le pi`egeage magn´eto-optique du 52Cr................... 28
2 Chargement d’un pi`ege conservatif 33
2.1 Le pi´egeage optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2 Le dispositif exp´erimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3 Accumulation en continu des ´etats m´etastables dans le pi`ege optique . 43
2.4 Annulation des forces magn´etiques pendant l’accumulation . . . . . . . 54
3 Refroidissement ´evaporatif et caract´erisation du condensat de Bose-
Einstein 65
3.1 Suppression de la relaxation dipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.2 Le refroidissement ´evaporatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3 Caract´erisation du condensat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
II 89
4 Condensat habill´e par un champ RF intense loin de r´esonnance 91
4.1 Calcul du facteur de Land´e de l’atome dans un champ rf . . . . . . . . 92
4.2 Exp´eriences de renormalisation du facteur de Land´e d’un condensat . . 96
4.3 Relaxation dipolaire assist´ee par la rf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

IV Table des mati`eres
5 Etude d’une r´esonance de Feshbach en onde d 115
5.1 Description de la r´esonance de Feshbach . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.2 Caract´erisation du processus de pertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.3 Estimation th´eorique de Γm(ǫ)....................... 125
5.4 Mesure du param`etre de pertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6 Association RF de mol´ecules 133
6.1 Calcul du taux de couplage Feshbach habill´e par la rf . . . . . . . . . . 134
6.2 Association rf de mol´ecules dans un gaz thermique de 52Cr . . . . . . . 136
7 D´eveloppements r´ecents et perspectives 145
7.1 Chargement du condensat dans un r´eseau optique . . . . . . . . . . . . 145
7.2 R´esultats r´ecents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.3 Perspectives................................. 153
Conclusion 157
Bibliographie 163

Introduction