La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Excitations collectives dans un condensat de Bose- Einstein dipolaire Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris Nord Villetaneuse - France Anciens.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Excitations collectives dans un condensat de Bose- Einstein dipolaire Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris Nord Villetaneuse - France Anciens."— Transcription de la présentation:

1 Excitations collectives dans un condensat de Bose- Einstein dipolaire Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris Nord Villetaneuse - France Anciens doctorants et post-docs: Q. Beaufils, T. Zanon, R. Chicireanu, A. Pouderous Anciens membres du groupe: J. C. Keller, R. Barbé B. Pasquiou O. Gorceix P. Pedri B. Laburthe L. Vernac E. Maréchal G. Bismut

2 Intérêt des gaz dipolaires Caractère anisotrope de linteraction dipôle-dipôle magnetique (MDDI) répulsion attraction Angle entre les dipôles Dépendance radiale à longue portée Fort intérêt pour les gaz ultrafroids de molecules dipolaires

3 Spécificités du Chrome 6 électrons de valence (S=3): fort dipôle magnétique: Grandeur sans dimension: rapport entre la force de la MDDI et celle de linteraction de contact Fortes interactions dipôle-dipôle : 36 fois plus grandes que pour les alcalins. Dipôle magnétique du Seuls 2 groupes possèdent un BEC de Chrome: A Stuttgart et à Villetaneuse

4 Méthode de condensation du Chrome 425 nm 427 nm 650 nm 7S37S3 5 S,D 7P37P3 7P47P4 Latome: 52 Cr N = T=120 μK (1) (2) Z Un four Un petit MOT Un piège optique Un piège optique croisé Evaporation tout optique Un BEC (Rb=10 9 or 10 ) (Rb=780 nm) Four à 1350 °C (Rb 150 °C) Un Zeeman slower Q. Beaufils et al., PRA 77, (2008)

5 Plan I) Hydrodynamique dun BEC dipolaire II) Résultats expérimentaux pour les excitations collectives III) Mesure des effets systématiques

6 Résultats similaires à Stuttgart PRL 95, (2005) I) 1 – Un premier effet de linteraction dipôle-dipôle: Modification de laspect ratio du BEC Profil deThomas Fermi Striction du BEC (effet non local) Lansatz parabolique convient toujours Le champ magnétique est tourné de 90° Shift de laspect ratio σ x y z y z x

7 I)2 – Propriétés dynamiques des interactions dans un BEC 2 modes quadrupolaires inférieurs 1 mode monopolaire supérieur Hors équilibre: 3 modes collectifs

8 I)2 – Propriétés dynamiques des interactions dans un BEC Hors équilibre: 3 modes collectifs 1 mode monopolaire supérieur 2 modes quadrupolaires inférieurs

9 Theorie: Hydrodynamique dun BEC dans le régime de Thomas-Fermi Equation de continuité Equation dEuler I)2 – Propriétés dynamiques des interactions dans un BEC Hors équilibre: 3 modes collectifs 2 modes quadrupolaires inférieurs 1 mode monopolaire supérieur

10 I) 3 – Champ moyen dipolaire Theorie: un champ moyen non local Les fréquences des modes collectifs dépendent de lorientation du champ magnétique par rapport aux axes du piège. Dépend de lorientation des dipôles magnétiques Mesure du décalage relatif Décalage fréquentiel proportionnel à

11 II) 1 – Comment exciter un mode collectif du BEC? 15ms : modulation de 20% de la puissance infrarouge à une fréquence ω proche de la résonance du mode intermédiaire. Le nuage oscille ensuite librement pendant un temps variable Imagerie après un TOF de 5ms Une lame λ/2 controle la géométrie du piège: angle Φ Excitations paramétriques: Modulation de la « raideur » du piège en modulant sa profondeur

12 Spectre expérimental Fréquences du piège

13 II) 2- Oscillations de laspect ratio du BEC dues à lexcitation On est proche dune symétrie cylindrique Très faible bruit sur les rayons de thomas Fermi (3%) Le piège nest pas complètement harmonique: fort amortissement On change lorientation du champ magnétique On mesure

14 II) 3 - Décalage en fréquence dépendant de la géométrie du piège Au voisinage de la symétrie sphérique, la fréquence du mode collectif dépend beaucoup de la géométrie du piège, contrairement à la striction du BEC Bon accord théorie- expérience Lié à lanisotropie du piège Décalage relatif de la fréquence du mode quadrupolaire Décalage relatif de laspect ratio G.bismut et al., PRL 105, (2010)

15 II 1 – Influence du nombre datomes dans le BEC Faible nombre datomes Ansatz gaussien afin de tenir compte de lénergie cinétique quantique. Non négligeable par rapport à lénergie de champ moyen du à la MDDI. Grand nombre datomes (>10000) Régime de Thomas Fermi Profil parabolique de densité En dehors du Régime de Thomas Fermi Lansatz parabolique nest plus valable

16 Résultats des simulations avec lansatz gaussien: La limite de validité du régime de Thomas fermi est trois fois plus grande en nombre datomes pour la fréquence du mode collectif que pour la striction du BEC. Simulations avec lansatz gaussien Bleu and Rouge 2 différentes géométries du piège

17 III) 1 – Mesure des fréquences du piège Oscillations paramétriques de la profondeur du piège + Gradient dénergie potentielle Excitation du mouvement du centre de masse Le mouvement du centre de masse dépend uniquement du potentiel extérieur Mesure directe des fréquences du piège On obtient immédiatement les décalages systématiques des fréquences du piège

18 III) 2 – Pourquoi y-a-til des décalages systématiques des fréquences du piège? Dans un piège gaussien: décalage en fréquence dû à un gradient magnétique => Dépend de la géométrie du piège Le light shift du Chrome dépend légèrement de langle entre laxe de polarisation du laser et le champ magnétique statique. Décalage relatif indépendant de la géométrie du piège. Acceleration due au gradient magnétique Waist du piège le long du gradient

19 III) 3 - Décalages systématiques des fréquences du piège: résultats expérimentaux Courbe fittée par Excitation du mouvement du centre de masse Mesure des fréquences du piège Le champ magnétique est tourné de 90° Mesure du décalage systématique

20 Résumé Caractérisation des effets de la MDDI sur un mode collectif du BEC de Chrome. Prédictions du régime de Thomas fermi vérifiées pour un nombre suffisant datomes. Forte influence de la géométrie du piège. Permet de caractériser un condensat en dehors du régime de Thomas Fermi, pour un plus faible nombre datomes. Première mesure du light shift tensoriel du Chrome.

21 Perspectives futures effet Raman Excitations collectives par effet Raman. 2 faisceaux lasers: décalage en fréquence et angle variables. Influence de linteraction dipôle-dipôle sur la fréquence de résonance. Régime phononique: La résonance donne la vitesse du son Linteraction dipôle-dipôle modifie la vitesse du son. Effet plus important que pour les modes collectifs. Mesures fortement limitées par le RSB.

22 Ont quitté le groupe: Q. Beaufils, J. C. Keller, T. Zanon, R. Barbé, A. Pouderous, R. Chicireanu Collaboration: Anne Crubellier (Laboratoire Aimé Cotton) B. Pasquiou O. Gorceix Q. Beaufils Paolo Pedri B. Laburthe L. Vernac J. C. Keller E. Maréchal G. Bismut

23 Décalages en fréquence dépendant de la géométrie du piège (aspect ratio) Résultats théoriques avec un ansatz parabolique Eberlein, PRL 92, (2004) Symétrie cylindrique du piège Voir aussi: Pfau, PRA 75, (2007) En labsence de symétries

24 Excitations collectives dun BEC Hydrodynamique dun BEC sans collisions dans le régime de Thomas Fermi Equation de continuité Equation dEuler Evolution temporelle du BEC Loi déchelle Vitesse superfluide with

25 Equations du mouvement Pseudo-potentiel dintaraction de contact. a est la longueur de diffusion Les équations linéarisées admettent 3 solutions: 2 modes « quadrupolaires » Dans notre cas: les deux modes inférieurs Un mode « monopolaire » Mode supérieur dans notre cas avec and


Télécharger ppt "Excitations collectives dans un condensat de Bose- Einstein dipolaire Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris Nord Villetaneuse - France Anciens."

Présentations similaires


Annonces Google