Condensat de Bose–Einstein, champs évanescents et piégeage bidimensionnel

Yves Colombe

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Ce travail comporte deux volets. Une première partie est dédiée à l'étude de l'interaction entre un condensats de Bose-Einstein de rubidium 87 et une onde évanescente à la surface d'un prisme diélectrique. L'onde est désaccordée au-dessus de la résonance atomique et réalise un miroir à atomes. Un condensat est laché sur ce miroir et les atomes sont réfléchis. On étudie l'influence de la rugosité de surface sur la diffusion atomique après le rebond. On montre également que l'onde atomique peut être diffractée si l'altitude du miroir est modulée périodiquement. Dans une seconde partie, le piégeage d'atomes dans un potential magnétique habillé par un champ radio-fréquence est démontré pour la première fois. On étudie les caractéristiques de ce potentiel - fréquence d'oscillations, durée de vie des atomes... - et on montre qu'il est adapté à la réalisation d'un gaz dégénéré en dimension 2.

mots-clés : Condensat de Bose-Einstein - Champ énavescent - Miroir à atomes - Diffusion - Atome habillé - Dimensions réduites - Champ radiofréquence - Potentiel adiabatique

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Bose-Einstein condensate, evanescent fields and 2D trapping

This work is divided into two parts. The first part is devoted to the study of the interaction between a 87Rb Bose-Einstein condensate and an evanescent wave at the surface of a dielectric prism. The light wave is detuned above the atomic frequency and acts as an atomic mirror. A condensate is released above this mirror and the atoms are reflected. The influence of surface roughness on atomic diffusion after reflection is studied. It is also shown that the atomic wave is diffracted when the mirror position is modulated periodically. In a second part of the thesis, the trapping of atoms in a magnetic potential dressed by a radio-frequency field is demonstrated for the first time. The trap characteristics - oscillation frequencies, atomic lifetime - are investigated and it is demonstrated that the trap is adapted to the confinement of 2D degenerate gases.

key words: Bose-Einstein condensate - Evanescent field - Atomic mirror - Diffuse reflection - Dressed atom - Low dimensions - Radio-frequency field - Adiabatic potential

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