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, Le potentiel de piégeage (trait plein noir) est modulé avec une période = 100 nm. Le puits est approché par un oscillateur harmonique de la forme, FIGURE 5, vol.88

. Mhz, L'atome peut alors passer d'un site à l'autre par effet tunnel en suivant la trajectoire délimitée par x i et x f (tirets oranges)

, Ainsi nous trouvons ? x 2?·840 kHz et E 0,x /h ?5.5 MHz. Cette valeur diffère de l'éner

. Mhz, La probabilité est toujours donnée dans l'approximation WKB, mais nous intégrons cette fois-ci de x i à x f définis tels que U(x i ) = U(x f ) = E 0,x (cf. Fig.5.13). Nous précisons que le profil modulé est obtenu en prenant le minimum du potentiel selon (Oz) pour chaque position x

. }-=-h-·-{4, 6} MHz positionné à z t = 35 nm, avec les fréquences de piège {? x , ? z } 2? · {0.8, 3.1} MHz. Par ailleurs, le calcul des différents temps introduits en section 5.4 permet d'obtenir : un temps adiabatique ? ad = 20 µs tandis que le temps total ? = 363 ns est complètement limité par le temps tunnel ? t ,z = 370 ns. Augmenter l'épaisseur et/ou la hauteur de la barrière est primordial pour augmenter ce temps. Cependant l'effet anti-amortissement décrit en section 5.4.8 pourra également s'avérer limitant, avec ici ? a 20 µs. Le temps de sortie est quant à lui largement supérieur : ? s = 2.7 ms

, Contrôle de la géométrie

, 14(a),(b) le paramètre ? 1529 afin de trouver les profils d'intensités optimaux qui créent une barrière de potentiel devant une fente et une arête. Nous reportons l'évolution des profondeurs des pièges créées devant une arête U ar et e et une fente U f ent e . En effet, le réseau à une dimension laser 1529 nm en face avant (F), Nous balayons en Fig, vol.5

, Évolution de la profondeur du piège au-dessus (a) d'une arête et (b) d'une fente et (c) de la profondeur du réseau à 1 dimension U en fonction du paramètre ? 1529 (cf. texte) et du désaccord ? 0 du laser à 780 nm par rapport à la transition dans le vide, FIGURE 5.14 -Influence des paramètres lasers sur la géométrie du réseau 1D

, Comme nous l'avons vu précédemment, la puissance du laser 1529 (B) est un paramètre

, MHz (? 380 E r )

, Bien que la contribution à la profondeur U de ces paramètres semble équivalente, leur influence sur la distance atome-surface est très différente

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, Nous avons pu introduire le contexte dans lequel s'inscrivait le projet AUFRONS, notamment la façon dont il se démarquait des expériences de simulateur quantique courantes. En effet, l'idée de ce projet est de réaliser des réseaux sublongueur d'onde pour atteindre des régimes d'énergie et de dynamique intéressants, et encore peu étudiés, Conclusion générale Cette thèse avait pour but le refroidissement d'atomes jusqu'au régime de dégénéres-cence quantique et l'implémentation d'une nouvelle méthode de piégeage en champ proche d'une surface nanostructurée. Ainsi la première partie de ce manuscrit est dédiée aux résultats expérimentaux de ces trois années de doctorat. Pour cela nous avons introduit au cours du Chapitre 1 les notions du phénomène de condensation d'un gaz d'atomes froids ainsi que le piégeage d'atomes dans des potentiels lumineux structurés, i.e., des réseaux optiques

. Mcdonald, De plus un nouveau système d'imagerie a été installé en vue de détecter les atomes lorsqu'ils seront piégés dans un réseau sublongueur d'onde. La méthode d'imagerie que nous utiliserons (non détaillée dans ce manuscrit) s'inspire des techniques de super-résolution en biologie pour contourner la limite de diffraction, comme quelques autres méthodes existantes, 2010.

, La sélection des sites à activer est réalisée en balayant un faisceau laser sur une certaine gamme de fréquence afin qu'il soit résonant pour certaines positions (i.e., les positions des sites du réseau). Par ailleurs ce système d'imagerie permettra de caractériser les petits nuages obtenus lors de la séquence de refroidissement, L'idée est d'activer sélectivement les atomes sur chaque site afin de détecter la fluorescence émise et reconstituer l'image des atomes piégés au sein du réseau

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B. J. Torby, . Holt, W. Rinehart, . Xv, and . Résumé, Depuis plusieurs décennies un intérêt est né pour combiner deux systèmes quantiques pour former un système hybride quantique (SHQ) aux qualités qu'il serait impossible d'atteindre avec un seul des deux sous-constituants. Parmi les systèmes quantiques, les atomes froids se distinguent par leur fort découplage de l'environnement, permettant un contrôle précis de leurs propriétés intrinsèques. En outre, les simulateurs quantiques réalisés en piégeant des atomes froids dans des réseaux optiques présentent des propriétés contrôlables (échelle d'énergie, géométrie,...) qui permettent d'étudier de nouveaux régimes intéressants en physique de la matière condensée. Dans cette quête de phases quantiques exotiques (e.g., antiferromagné-tisme), la réduction de l'entropie thermique est un défi crucial. Le prix à payer pour atteindre de si faibles température et entropie est un long temps de thermalisation qui limite la réalisation expérimentale, 1984.

, Un des objectifs est d'étudier les interactions au sein du réseau mais également le couplage des atomes avec les modes de surface. Le travail réalisé durant cette thèse se décompose en une partie expérimentale et une partie théorique. Dans la première nous présentons le refroidissement d'atomes de 87 Rb jusqu'au régime de dégénérescence quantique. La seconde partie est consacrée aux simulations théoriques d'une nouvelle méthode que nous avons implémentée pour piéger et manipuler des atomes froids à moins de 100 nm d'une nanostructure. Cette méthode, qui tire profit de la résonance plasmonique et des forces du vide (effet Casimir-Polder), Les SHQs avec des atomes froids offrent de riches perspectives mais requiert d'interfacer des systèmes quantiques dans des états différents (solide/gaz) à des distances très proches, ce qui reste un défi expérimental

, Mots-clés : système hybride quantique, atomes froids, simulateur quantique, réseau sublongueur d'onde, plasmon, effet Casimir-Polder, méthode de piégeage, champ proche, interaction atome-modes de surface