CHERFAN Charbel : Chaos Quantique avec un Condensat de Potassium: effets des interactions et de la topologie.

Résumé de thèse : Le premier objectif de cette thèse est de construire une expérience qui produira des gaz quantiques dégénérés d’atomes ultrafroids pour étudier les propriétés de transport dans des systèmes quantiques désordonnés en présence d’interactions.

Notre équipe a fait le choix d’utiliser le potassium grâce à l’existence d’une résonance de Feshbach large et à relativement faible champ magnétique, qui permettra de contrôler convenablement sa longueur de diffusion, et donc les interactions. Nous avons construit un système expérimental pour le refroidissement composé de deux chambres à vide: une ‘chambre de  collection’ (10-8mbar) et la chambre de  science (10-11mbar) dans laquelle sera créé le condensat. Pour le potassium, le refroidissement sub-Doppler classique (refroidissement Sisyphe) est inefficace à cause de la structure hyperfine étroite de l’état excité de la transition D2 (767 nm). Cependant,  il existe une version de refroidissement sub-Doppler, appelée ‘mélasse grise’, qui permet de refroidir plus efficacement le potassium en utilisant la transition D1 (770 nm). Une particularité du système laser que nous avons mis au point est la génération des faisceaux avec des diodes fibrées à 1540 nm et 1534 nm, qui sont ensuite amplifiées (grâce à la technologie télécom) et doublées en fréquence, pour générer les longueurs d’onde nécessaires au refroidissement. Ces lasers sont également stabilisés en fréquence en utilisant une transition moléculaire d’acétylène. 

Une fois le condensat crée, il sera soumis à un potentiel optique sinusoïdal pulsé dans le temps, pour réaliser expérimentalement le modèle du Rotateur Pulsé Quantique (Quantum Kicked Rotor). Dans ce système, le transport classique des particules peut être inhibé par des effets d’interférences quantiques, en analogie étroite avec le modèle d’Anderson. Cette expérience nous permettra d’étudier la localisation à N corps (Many-Body Localisation) et des effets topologiques dans les systèmes modulés périodiquement (Systèmes de Floquet).

CHERFAN Charbel - charbel.cherfan.etu[chez]univ-lille[point]fr - 06 45 48 10 35

Directeur de thèse : SZRIFTGISER Pascal
Co-directeurs de thèse : CHICIREANU Radu et CLEMENT Jean-François