Expériences d'interférométrie atomique avec le lithium. Mesure de précision de la polarisabilité électrique

Abstract

Président du Jury : M. J.A. BESWICK, Professeur de l'Université Rapporteur : M. C. SALOMON, Directeur de Recherches, L.K.B., Paris Rapporteur : M. R. KAISER, Directeur de Recherches, I.N.L.N., Nice Examinateur : M. P. VERKERK, Directeur de Recherches, Ph.L.A.M., Lille Examinateur : M. M. BÜCHNER, Chargé de Recherches, L.C.A.R., Toulouse Directeur de thèse : M. J. VIGUE, Directeur de Recherches, L.C.A.R., Toulouse.This work presents an absolute measurement of the lithium atom electric polarizability using atom interferometry. Our result reduces by a factor of three the uncertainty on this physical quantity. After a detailed study of the lithium atom source, this work describes the construction of the Mach – Zehnder atom interferometer, based on elastic diffraction of the atomic wave by three laser standing waves almost resonant with the first resonance transition of lithium atom. The quality of our interference signals (up to 84.5 % fringe visibility) is then used to do very accurate phase measurements. On top of Zeeman effect, this work studies the influence of an electric field applied on one of the two interfering arms, separated by only 90 micrometers, to achieve a lithium atom polarizability measurement by Lo Surdo – Stark effect.Cette thèse propose une mesure absolue de la polarisabilité de l'atome de lithium par interférométrie atomique. Le résultat obtenu améliore la connaissance de cette grandeur d'un facteur trois par rapport aux mesures antérieures déjà existantes. Après une étude détaillée de la source d'atomes de lithium, ce travail s'intéresse au réglage de l'interféromètre atomique de Mach – Zehnder, qui fonctionne par diffraction élastique de l'onde atomique par trois ondes stationnaires laser, quasi résonantes avec la première transition de résonance du lithium. La qualité des signaux d'interférence observés (jusqu'à 84,5 % de visibilité) est mise à profit pour effectuer des mesures de phase d'une grande précision. Outre l'effet Zeeman, ce travail étudie l'effet d'un champ électrique appliqué sur un seul des deux chemins atomiques, distants de seulement 90 micromètres, pour mesurer la polarisabilité électrique du lithium par effet Lo Surdo – Stark