Soutenance de thèse de Charlie LEPRINCE
- Soutenance de Thèse
- Evénement scientifique
Soutenance de thèse de Charlie LEPRINCE, doctorant dans le groupe Gaz quantiques du Laboratoire Charles Fabry, le mercredi 05 juin 2024 à 9h30 dans l'Amphithéâtre de l'Institut d'Optique Graduate School de Palaiseau, sur le thème : " Contrôle de phase et façonnage d'impulsion de la diffraction de Bragg pour l'optique atomique quantique. Des interférences d'ondes de matière à un test d'inégalité de Bell ".
Résumé : " La mécanique quantique prédit que pour un système de deux particules dites intriquées, on ne peut pas décrire chaque particule indépendamment : la mesure d'une observable physique sur une particule affecte également l'autre, quelle que soit la distance entre les particules, donnant lieu à l'observation de très fortes corrélations. Pour mettre en évidence un système intriqué, on peut chercher à réaliser un test d'inégalité de Bell, qui consiste à réaliser une expérience pour laquelle la théorique quantique prévoit l'observation de corrélations plus fortes que ce qu'on pourrait obtenir avec la théorie classique. Le projet décrit dans cette thèse se propose de mettre en place un interféromètre de Bell mettant en jeu des atomes d'hélium métastables intriqués en impulsion. A partir d'atomes préparés dans un condensat de Bose-Einstein, des paires d'atomes fortement corrélées sont émises à des impulsions différentes par le processus de mélange à quatre ondes. Une paire d'atomes est alors envoyée dans un interféromètre à deux particules et quatre modes d'impulsion, qui consiste à utiliser la diffraction de Bragg, c'est-à-dire une paire de faisceaux laser réglés de façon à transférer de l'impulsion aux atomes de façon cohérente, et ainsi former des miroirs et séparatrices à atomes. Selon la mécanique quantique, la mesure des taux de coïncidences entre les modes d'impulsion des deux atomes en sortie de l'interféromètre doit alors donner lieu à l'observation d'interférences suffisamment fortes pour observer une violation d'inégalité de Bell.
Dans cette thèse, la diffraction de Bragg et son influence dans la réalisation d'un interféromètre de Bell a été étudiée en détails. On propose une méthode originale pour contrôler le paramètre qui pilote l'interférence à deux particules, à savoir la différence de phase entre les deux doublets d'impulsion en jeu. Le principe consiste à moduler l'amplitude des faisceaux Bragg afin de modeler la fréquence de Rabi pour contrôler différentiellement la phase imprimée par la lumière sur les atomes. Cette technique de façonnage d'impulsion est également mise à profit pour améliorer les propriétés de réflectivité des miroirs et séparatrices Bragg. De premiers tests interférométriques ont été réalisés comme preuves de principe (interféromètres de type Mach-Zehnder, Ramsey, Hong-Ou-Mandel), validant la technique de contrôle de phase notamment et donnant des résultats prometteurs quant à la réalisation prochaine d’un test de Bell. "