Condensat de Bose-Einstein dans un piège anisotrope: cohérence en phase et propriétés thermodynamiques
Résumé
Cet ouvrage s'intéresse aux propriétés d'un condensat de Bose-Einstein atomique dans un piège très anisotrope. Après une brève introduction théorique, nous présentons succinctement le dispositif et les techniques expérimentales qui ont permis de réaliser ces travaux, en insistant particulièrement sur l'analyse des images du nuage atomique ultrafroid après temps de vol. Nous nous intéressons ensuite au comportement du nuage thermique à des température proches de la température critique. Nous mettons en particulier en évidence un décalage de la température critique et une réduction de la fraction condensée dus aux interactions, en bon accord avec une description de type Hartree-Fock du nuage mixte. Enfin, nous consacrons une part importante de l'ouvrage à l'étude des fluctuations de phase dans un condensat très allongé (« quasi-1D »), étude basée sur la mesure de la distribution en impulsion par spectroscopie de Bragg. Nous montrons expérimentalement et théoriquement qu'en présence de fluctuations de phase importantes, la distribution en impulsion est très proche d'une lorentzienne, et notablement élargie par rapport à la distribution étroite et quasiment gaussienne attendue pour un vrai condensat. Nos mesures de la largeur en impulsion, et l'observation de fluctuations de densité fortement réduites par rapport à une distribution thermique « ordinaire », confirment ainsi la validité de l'approche de Bogoliubov pour décrire les quasi-condensats en dimensionnalité réduite.