Interférences Avec Des Atomes Froids

Tue, 18 Jun 2024 07:50:46 +0000
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p = k (1. 25) Cette équation se traduit aussi par une relation (cette fois scalaire) entre impulsion et longueur d'onde λ, la longueur de de Broglie p = h λ (1. 26) L'hypothèse de de Broglie est que les relations (1. 25) et (1. 26) sont valables pour toutes les particules. Selon cette hypothèse, une particule d'impulsion ppossède des propriétés ondulatoires caractéristiques d'une longueur d'onde λ = h/p. Si v c, on utilisera p = mv, et sinon la formule générale (1. 7), sauf bien sûr pour m = 0, où p = E/c. Si cette hypothèse est correcte, on doit pouvoir observer avec des particules des propriétés caractéristiques des ondes comme les interférences et la diffraction. 1. Interference avec des atomes froids film. 4. 2 Diffraction et interférences avec des neutrons froids Depuis les années 1980, les techniques expérimentales modernes per-mettent de vérifier les propriétés d'interférences et de diffraction de particules dans des expériences dont le principe est simple et dont l'interprétation est directe. Ces expériences ont été réalisées avec des photons, des électrons, des atomes, des molécules et des neutrons.
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En 1992, des physiciens japonais de la Nippone Electronics (NEC) ont réalisé une expérience d'interférences d'atomes froids dans des fentes d'Young. Interference avec des atomes froids la. Les atomes, des atomes de néon, sont initialement piégés dans des ondes stationnaires laser puis ils sont lâchés en chute libre au travers de deux fentes de Young de 2 μ m de large, distantes de 6 μ m. La longueur d'onde de De Broglie vaut environ 15 nm pour ces atomes de néon. La manipulation est schématisée ci-dessous: Cette expérience montre deux aspects des atomes de néon. Quels sont-ils et comment se manifestent-ils?

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Le piégeage consiste à exercer une force de rappel sur les atomes, de la forme (où est le vecteur position de l'atome):. Applications [ modifier | modifier le code] Horloge atomique Interférométrie atomique Condensat de Bose-Einstein Physique expérimentale Voir aussi [ modifier | modifier le code] Articles connexes [ modifier | modifier le code] Liens externes [ modifier | modifier le code] site du groupe Atomes Froids de l'ENS Conférence de Claude Cohen-Tannoudji sur le refroidissement d'atomes par rayonnement laser donnée à l'université de tous les savoirs Bibliographie [ modifier | modifier le code] (en) P. D. Lett, W. Phillips, S. L. Rolston, C. E. Tanner, R. Interférences avec des atomes froid sur les. N. Watts et C. I. Westbrook, « Optical molasses », JOSA B, vol. 6, n o 11, ‎ 1989, p. 2084–2107 ( DOI 10. 1364/JOSAB. 6. 002084) Claude Cohen-Tannoudji, « Le refroidissement des atomes par laser », sur École Normale Supérieure Références [ modifier | modifier le code]

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Vitesse de recul [ modifier | modifier le code] Les photons sont chacun dotés d'une quantité de mouvement valant, avec la constante de Planck, la fréquence du photon et la célérité. Lors du choc avec un atome, celui-ci recule dans le sens de propagation de l'onde incidente. La conservation de la quantité de mouvement donne L'atome se désexcite ensuite par émission spontanée. Il recule à nouveau, avec mais cette fois dans une direction aléatoire. Pour mesurer l'importance de ce phénomène, on introduit une vitesse caractéristique, dite vitesse de recul. Elle représente la vitesse qu'acquiert un atome initialement au repos par absorption ou émission d'un photon, soit Par exemple pour l'atome de rubidium, couramment utilisé lors de la manipulation d'atomes froids, on a et, soit Or à température ambiante, l'agitation thermique confère aux molécules d'un gaz une vitesse de l'ordre de 300 m s −1. L'action d'une absorption perturbe donc peu le mouvement d'un atome. [PDF] Interférences multiples avec atomes froids | Semantic Scholar. Seule l'utilisation de lumière laser résonante permet de cumuler l'effet d'un cycle de fluorescence (absorption/émission spontanée) et d'utiliser efficacement ce phénomène pour agir sur un atome.

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Pression de radiation [ modifier | modifier le code] Lorsqu'on soumet un atome à un rayonnement laser incident résonant, l'atome absorbe un photon, donc recule dans le sens de propagation de l'onde. Puis il se désexcite, reculant encore de, mais dans une direction aléatoire. L'atome étant toujours soumis au rayonnement incident, il va ainsi sans cesse absorber puis émettre des photons. Pour l'isotope 87 du rubidium, comme la durée de vie d'un état excité est de l'ordre de 10 −8 s, un atome restant à la résonance effectue en moyenne 10 8 cycles en une seconde. Dans une première approche, seule l'action de l'absorption intervient, puisqu'elle s'effectue toujours dans le même sens tandis que l'effet de l'émission spontanée est en moyenne nul. Refroidissement d'atomes par laser — Wikipédia. On peut alors évaluer l'accélération de l'atome. La variation de sa vitesse en une seconde vaut 10 8, le nombre d'absorptions en une seconde, multiplié par la variation de sa vitesse lors d'une absorption, environ 10 −2 m s −1. Finalement, l'atome subit donc une accélération de l'ordre de 10 6 m s −2.

Comme avec les ondes lumineuses, chaque onde atomique se dédouble à son passage par les deux fentes, et la superposition de ces deux ondes produit des franges d'interférence sur un écran de détection placé un peu plus bas. La vitesse des atomes à ce niveau est de l'ordre de 2 m/s seulement, d'où une longueur d'onde de De Broglie valant environ 15 nanomètres; avec une distance fentes-écran égale à 85 cm et des fentes écartées de 6 microns, l'interfrange vaut environ 2 mm, ce qui est aisément observable. Expérience d'interférences atomiques réalisée en 1992 par une équipe japonaise de l'université de Tokyo: /10_les_interferen (3 of 4)