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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (09/09/2003), Aspect Alain (Dir.)
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Condensats de Bose-Einstein dans un piège anisotrope
Fabrice Gerbier1

Dans ce mémoire, nous présentons trois études effectuées sur un condensat de Bose-Einstein dans un piège très anisotrope. Nous nous intéressons en premier lieu au comportement du nuage thermique à des température proches de la température critique. Nous mettons en particulier en évidence un décalage de la température critique et une réduction de la fraction condensée dûs aux interactions, en bon accord avec une description de type Hartree-Fock du nuage mixte. Dans une seconde partie, nous étudions théoriquement et expérimentalement le taux d'extraction et le mode spatial d'un laser à atomes extrait du condensat par un coupleur radio-fréquence. Nous concluons que les interactions sont en grande partie responsables de la divergence observée. Enfin, nous consacrons un part importante de ce mémoire à l'étude des fluctuations de phase dans un (quasi-)condensat très allongé, étude basée sur la mesure de la distribution en impulsion par spectroscopie de Bragg. Nous mettons en évidence que la distribution en impulsion devient Lorentzienne en présence de fluctuations de phase importantes. Nos mesures de la largeur en impulsion, et l'observation de fluctuations de densité fortement réduites par rapport à une distribution thermique "ordinaire", confirment la validité de l'approche de Bogoliubov pour décrire les quasi-condensats en dimensionnalité réduite.
1 :  LCFIO - Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique
lcf-oa
Condensation de Bose-Einstein – Température critique – Thermodynamique – Laser à atomes – Diffraction de Bragg – Fluctuations de phase.

In this Thesis, we report on the study of Bose-Einstein condensates in anisotropic traps. First, the behavior of the thermal cloud is investigated for temperatures close to the condensation threshold. A shift in the critical temperature and a reduction of the condensed fraction due to interactions are observed, in good agreement with a Hartree-Fock theory of the mixed cloud. A second study focuses on the extraction and propagation of atom lasers created through radio-frequency output coupling. Measurements of the transverse divergence identify as the primary contributor the mean field exerted by the condensate on the outcoupled atoms. The third part is devoted to the study of phase fluctuations in very elongated (quasi-)condensates through Bragg spectroscopy of the momentum distribution. We observe a Lorentzian lineshape of the momentum distribution, characteristic of strongly phase-fluctuating samples. Measurements of the momentum width, along with the observation of suppressed density fluctuations when compared to a thermal-like distribution, confirm the validity of the Bogoliubov approach to describe low-dimensional quasi-condensates.