L’équipe Capteurs Inertiels du SYRTE développe un nouveau gyromètre à atomes ultrafroids très
performant capable de mesurer des vitesses de rotation avec une sensibilité de 10-9 rad.s-1 sur 1s de
temps d’intégration. La recherche d’une telle sensibilité est motivée par la réalisation des
expériences de physique fondamentale. En effet, elle va nous permettre l’étude de la neutralité de
l’atome, nécessaire à démontrer la brisure de symétrie charge-parité, intégrée dans le modèle
standard par les physiciens prix Nobel Kobayashi et Maskawa, et qui décrit l’asymétrie matièreantimatière.

-Le fonctionnement de notre dispositif est basé sur l’interférométrie atomique laquelle met en
pratique un des principes fondamentaux de la mécanique quantique : à savoir, la création d’une
superposition cohérente entre deux états quantiques, en l’occurence d’un atome. Une telle réalisation
est possible grâce à l’utilisation de transitions Raman induites par des faisceaux laser, qui nous
permettent de réaliser des séparatrices et des miroirs pour les ondes de matière. Notre gyromètre est
conçu dans une configuration de fontaine atomique dans laquelle les atomes en chute libre
fournissent le référentiel inertiel requis aux mesures des accélérations et des rotations. On doit sa
sensibilité très élevée (comparable à celle de dispositifs actuels à l’état de l’art) à un temps
d’interrogation de pratiquement une seconde obtenu à l’aide de la force de gravitation.

-Dans notre expérience nous utilisons un PMO (piège magnéto-optique) 2D comme source intense
d’atomes froids. Grâce à celle-ci, on arrive à piéger 109 atomes en 200ms dans un PMO 3D (à 1μK)
utilisé pour préparer l’état initial des atomes avant d’entrer dans la zone de l’interféromètre. A
présent, nous avons observé des franges d’interférence atomique dans deux configurations
différentes: à trois et quatre impulsions. Le contraste obtenu jusqu’à présent est de 51% et il est
comparable à celui de l’expérience précédente de l’équipe. Les stagiaires participeront à
l’optimisation du contraste de l’interféromètre à quatre impulsions. Pour cela, ils travailleront avec le
système d’excitation hyperfréquence nécessaire à la préparation de l’état initial des atomes à l’entrée
de l’interféromètre. Ils participeront au réglage et caractérisation de faisceaux Raman, ainsi qu’à la
caractérisation du système de détection du signal d’interférence atomique.