Le groupe Atomes froids du Laboratoire de Physique des Laser a réalisé un condensat de Bose Einstein de chrome en novembre 2007, nouvel état de la matière où les atomes se trouvent tous dans le même état quantique : on parle de dégénérescence quantique.
L’élément chrome possède en particulier un fort moment magnétique permanent qui confère aux gaz froids de chrome –dégénérés ou non – des propriétés assez différentes des gaz froids d’alcalin. Les interactions dipole-dipole entre atomes – 36 fois plus élevées que dans les alcalins – changent en particulier la physique des collisions froides.
Nous menons depuis six mois une étude très détaillée sur les collisions inélastiques se produisant entre les atomes de chrome froids, désignées sous le nom de « relaxation dipolaire ». Lors d’une telle collision, l’orientation du moment magnétique d’au moins un des atomes est changée : l’énergie cinétique totale augmente, alors que l’énergie potentielle magnétique diminue. Nous avons en particulier étudier l’influence de la dimensionnalité en transférant les atomes dans des réseaux optiques, produits par une onde stationnaire : les atomes sont alors piégés dans des structures 2D, et le taux de relaxation dipolaire est réduit significativement.
Afin de poursuivre cette étude nous mettons en place une deuxième onde stationnaire piégeante, permettant d’obtenir des structures 1D : les atomes sont piégés dans des tubes. Le moment correspondant au projet laboratoire coïncidera avec l’alignement du nouveau réseau optique. Les étudiants participeront aux réglages de l’expérience de condensation, à l’alignement des faisceaux des ondes stationnaires, et à la prise des données permettant la caractérisation du piège 1D obtenu.
Le grand nombre de laser présents sur l’expérience (laser fibré à 1µm, Titane Saphire, Verdi, diodes), les nombreux outils d’optique moderne (modulateurs acousto – optiques, fibres monomodes), ainsi que le pilotage par ordinateur de l’ensemble de la séquence expérimentale permettront aux étudiants de se familiariser avec une expérience de physique atomique.