Notes sur la conférence de Claude Cohen

Notes sur la conférence de Claude Cohen-Tannoudji à l’université de tous les savoirs 2000
I) Fondamentaux
L’énergie perdue par l’atome est évacuée par le photon
Spectroscopie avec les fréquences des photons on en déduit les énergies de l’atome ;
h n,m  En  Em émission de l'excité n vers l'excité m plus bas n>m pour l'atome d'hydrogène   E0 (
1
1
 )
n ² m²
Emission stimulée ou induite ( qui l’a inventée Einstein)
Comment réaliser une inversion de population : haute tension collisions
Amplificateur transformé facilement en oscillateur ( électronique)
II) Piégeage
Conservation quantité de mouvement photon atome exprimer la vitesse de recul de l’atome
h
 mv  0
c
v=-1 cm/s
Cycle d’absorption émission pourquoi <vémission>=0 émission isotrope
Durée de vie d’un atome excité 10-8 s
108 par seconde
Calculer accélération max de l’atome ds faisceau 106m/s /s
Comparer à g
Pression de radiation arrêt d’un jet d’atomes 3/2 kBT= ½ mv² v=300m/s en 0.5m
Fréquence laser légèrement < fréquence d’atome
effet doppler permet d’atteindre la résonance
F= -v mélasse optique
On atteint 10-4K par effet Doppler
en fait 10-6K par effet Sisyphe Cohen de Dallibar spins up et down donne deux systèmes de vallées collines et l’atome
s’épuise à permuter de l’une à l’autre jusqu’à être bloqué.
Pour avoir osé défier les dieux, Sisyphe fut condamné à faire rouler éternellement, dans le Tartare, jusqu'en haut
d'une colline un rocher qui en redescendait chaque fois avant de parvenir au sommet, tel que raconté dans l’Odyssée
Subrecul 10-9s ?
Gradient d’intensité lumineuse donne piégeage
III) Applications
Horloges atomiques plus les temps d’observation sont long mieux est définie la fréquence
Asservissement
Fontaine atomiques précision 10-15 s ? stabilité 10-16 s
Interférences d’atomes
Ondes de De Broglie =h/(mv) des atomes très grandes si atomes froids les fonctions d’onde se recouvrent
condensats de Bose Einstein
lasers à atomes 1995
http://www-old.lkb.ens.fr/recherche/atfroids/francais/activite_fr.html
adresse actualisée
Laboratoire : Kastler Brossel
Les questions
Pas d’interférences avec des fréquences différentes
Evidences expérimentales condensat de Bose Einstein d’atomes donne Superfluidité
Constante de structure fine =e²/(hbarre c) =1/137 variation des cstes fondamentales
Togo réacteur nucléaire spontanné
Thésard
Comment faire varier fréquence laser : laser à diode tension
Comment faire varier la fréquence de l’atome avec un champ magnétique B effet Zeeman
Fonctionnement de la recherche : on ne peut pas commander une découverte il faut une bonne recherche
fondamentale et les idées nouvelles auront des applications inattendues