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Fiche détaillée Thèses
Université Paris Sud - Paris XI (10/05/2007), Christoph Westbrook (Dir.)
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L'Effet Hanbury Brown et Twiss pour les Atomes Froids
Martijn Schellekens1

Cette thèse détaille la mesure des corrélations d'intensité quantiques dans des gaz d'hélium métastable. La mesure s'est opérée sur des gaz thermiques bosoniques 4He et fermioniques 3He, ainsi que sur des condensats de Bose-Einstein.

En 1956, Robert Hanbury Brown et Richard Twiss ont mesuré la corrélation entre des photons provenant d'une même source thermique. Ils avaient ainsi mis en évidence que les photons emis par une telle source arrivaient préférentiellement groupés sur le détecteur. Ce groupement charactérise les bosons provenant d'une source non-cohérente. Les fermions manifestent un anti-groupement dans les mêmes conditions.

En utilisant des atomes d'hélium métastables, dont l'utilisation de galettes de micro-canuax facilite la détection individuelle, nous avons pu mettre en évidence un regroupement similaire des bosons 4He provenant de sources thermiques de l'ordre du microkelvin. La cohérence des condensats de Bose-Einstein n'a pas permis de dégager une corrélation particulière, comme attendue. Une mesure sur des gaz thermiques des fermions 3He a permis de mettre en évidence leur anti-groupement. Un soin particulier a été pris pour décrire le détecteur à base de galettes de microcanaux et de lignes à retard, une des clés de la réussite de la mesure.
1 :  LCFIO - Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique
lcf-oa
atomes froids – Hanbury Brown et Twiss – corrélations – galettes à micro-canaux – lignes à retard – helium Métastable – boson – fermion – condensat de Bose-Einstein

The Hanbury Brown and Twiss Effet for Cold Atoms
This thesis deals with the measurement of the quantum intensity correlations in gases of métastable Helium. The measurement has been performed on thermal gases of bosonic 4He and fermionic 3He, as well as on Bose-Einstein condensates.

In 1956, Robert Hanbury Brown et Richard Twiss measured the correlation between photons emitted from a single thermal source. The consequently demonstrated that the photons emitted by such a source tend to arrive grouped on a detector. This bunching characterises bosons from a non-coherent source. Fermions show an anti-bunching behaviour in the same conditions.

By using metastable Helium atoms, that can be detected individually through the use of micro-channel plates, we have been able to show a similar bunching of bosons 4He from thermal sources around the microkelvin. As expected, the coherence of the Bose-Einstein condensates did not produce a particular correlation. The measurement on thermal gases of fermionic 3He has demonstrated the anti-bunching. Particular effort has been employed in describing the micro-channel plates based delay-line detector, the key to the experiment.
cold atoms – Hanbury Brown and Twiss – correlations – micro-channel plates – delay-lines – metastable Helium – boson – fermion – Bose-Einstein condensate