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Theses

Probing ultracold ytterbium in optical lattices with resonant light: from coherent control to dissipative dynamics

Résumé : Dans ce manuscrit je décris une série d'études expérimentales portant sur la dynamique d'un nuage d'atomes d'ytterbium bosonique dégénérés chargés dans un réseau optique et soumis à de la lumière résonante. L'interaction atome-lumière permet d'étudier les propriétés de cohérence quantique du gaz. Pour ces études j'utilise la structure électronique de l'ytterbium qui possède des transitions optiques bien adaptées, à savoir une transition d'horloge sans émission spontanée et une transition dite d'intercombinaison dont le taux d'émission spontanée est ajustable. Dans un premier temps, je démontre la manipulation cohérente de l'état interne des atomes sur la transition d'horloge, dont l'état excité est métastable et ne peut pas émettre de photons spontanément, protégeant ainsi la cohérence du gaz. La dynamique temporelle de l'état interne d'atomes chargés dans un réseau optique profond permet de mesurer les propriétés collisionelles à basse température pour les états horloges de l'ytterbium. Dans un second temps, j'utilise l'émission spontanée associée à la transition d'intercombinaison, ce qui permet un couplage aux degrés de liberté externes des atomes. Je présente l'étude de la diffusion en impulsion d'un superfluide excité sur cette transition. Les fortes interactions entre atomes conduisent à l'observation d'une décohérence ralentie aux temps longs et caractérisée par un régime sous-diffusif. Un modèle simple de type Bose-Hubbard incluant la dissipation permet de rendre compte de ces observations. Une étude théorique des effets à $N$-corps dans l'interaction atome-lumière vient en compléter l'analyse.
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https://hal.sorbonne-universite.fr/tel-01890785
Contributor : Raphaël Bouganne <>
Submitted on : Tuesday, October 9, 2018 - 9:10:19 AM
Last modification on : Tuesday, July 21, 2020 - 3:09:45 AM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, January 10, 2019 - 1:08:46 PM

File

Thesis_manuscript_final.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-01890785, version 1

Citation

Raphaël Bouganne. Probing ultracold ytterbium in optical lattices with resonant light: from coherent control to dissipative dynamics. Physics [physics]. Sorbonne Université, Université Pierre et Marie Curie, Paris 6, 2018. English. ⟨tel-01890785⟩

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