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Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (03/10/2005), Biraben François (Dir.)
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Oscillations de Bloch d'atomes ultrafroids et mesure de la constante de structure fine
Pierre Cladé1

Il est possible, à partir de la mesure de la vitesse de recul d'un atome qui absorbe un photon, de déterminer le rapport h/m entre la constante de Planck et la masse de l'atome étudié et d'en déduire une valeur de la constante de structure fine alpha. Pour effectuer cette mesure, nous utilisons la méthode des oscillations de Bloch qui nous permet de transférer un grand nombre de reculs aux atomes. Un senseur intertiel, basé sur des transitions Raman sélectives en vitesse, nous permet alors de mesurer la quantité de mouvement transférée aux atomes. Une mesure présentant une incertitude statistique de 4,4 ppb, ainsi qu'une étude des différents effets systématiques (5 ppb), nous a permis d'obtenir une determination de alpha avec une incertitude de 6,7 ppb. Cette incertitude est comparable à l'incertitude des meilleures déterminations de alpha basées sur l'interférométrie atomique.
1 :  LKB (Jussieu) - Laboratoire Kastler Brossel
atomes froids – métrologie – constante de structure fine – oscillations de Bloch – transitions Raman – senseur inertiel.

Bloch oscillation of ultracold atoms and measurement of the fine structure constant
From a measurement of the recoil velocity of an atom absorbing a photon, it is possible to deduce a determination of the ratio h/m between the Planck constant and the mass of the atoms and then to deduce a value of the fine structure constant alpha. To do this measurement, we use the technic of Bloch oscillations, which allows us to transfer a large number of recoils to the atoms. A velocity sensor, based on velocity selective Raman transition, allows us to measure the momentum transferred to the atoms. A measurement with a statistical uncertainty of 4.4 ppb, in conjunction with a careful study of systematic effects (5 ppb), lead us to a determination of alpha with an uncertainty of 6.7 ppb. This uncertainty is similar to the uncertainty of the best determinations of alpha based on atom interferometry.
cold atoms – metrology – fine structure constant – Bloch oscillations – Raman transitions – inertial sensor.