Testing general relativity with clocks in space, and explore the possibilities of detecting dark matter with cold atoms in space and on the ground.
Tester la relativité générale avec des horloges dans l’espace, et explorer les possibilités de détection de matière noire avec des atomes froids dans l’espace et au sol
Résumé
This thesis presents two research projects that are placed in the context of the two main theories of modern physics:
general relativity and the standard model.
— The first project aims at measuring the gravitational redshift between the PHARAO clock of the ACES-PHARAO
payload (which will be docked on the ISS) and the best clocks of the different metrology laboratories. As a data
processing and analysis center, the SYRTE laboratory is actively preparing the future launch of the mission by
developing various dedicated software. This manuscript presents the last stage of processing which allowed to
validate the expectations of the mission and which will allow to extract the violation parameter of Albert Einstein’s
theory.
— The second project is a dark matter research experiment located at Paris Observatory. According to the ultra-light
scalar field theory, the dark matter surrounding the Earth would be at the origin of a variation of the fundamental
constants of Nature. This causes a temporal oscillation of the length of the ultrastable cavity and of the optical fiber
composing the Mach-Zehnder interferometer of the experiment. The development and optimization of the optical
device allowed to reach a level of sensitivity low enough to place competitive constraints on the dark matter models
but unfortunately did not reveal any trace of this unknown matter in the sensitivity zone of the experiment.
Cette thèse présente deux projets de recherche qui se placent dans le contexte des deux grandes théories de la physique
moderne : la relativité générale et le modèle standard.
— Le premier projet a pour objectif de mesurer le décalage vers le rouge gravitationnel entre l’horloge PHARAO
de l’ensemble ACES-PHARAO (qui sera arrimé à l’ISS) et les meilleures horloges des différents laboratoires de
métrologie. En tant que centre de traitement et d’analyse des données, le laboratoire SYRTE prépare activement
le futur lancement de la mission en développant différents logiciels dédiés. Ce manuscrit présente le dernier étage
de traitement qui a permis de valider les attentes de la mission et qui permettra d’extraire le paramètre de violation
de la théorie d’Albert Einstein.
— Le second projet est une expérience de recherche de matière noire située à l’Observatoire de Paris. Selon la
théorie des champs scalaires ultra-léger, la matière noire entourant la Terre serait à l’origine d’une variation des
constantes fondamentales. Celle-ci entraine une oscillation temporelle de la longueur de la cavité ultrastable et de
la fibre optique composant l’interféromètre de Mach-Zehnder de l’expérience. La mise en place, le développement
et l’optimisation du dispostif optique ont permis d’atteindre un niveau de sensibilité suffisament faible pour placer
des contraintes compétitives sur les modèles de matière noire mais n’a malheureusement pas révélé de trace de
cette matière inconnue dans la zône de sensibilité de l’expérience.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)