THESE Piégeage et refroidissement laser du strontium Etude de l ...

10 INTRODUCTION
l’aspect ondulatoire des atomes est obtenue lorsque la distance entre les atomes
est de l’ordre de la longueur d’onde de de Broglie. Lorsque cette condition est
atteinte, il se produit un phénomène de condensation où apparaît un nouvel état
de la matière dans lequel tous les atomes sont dans le même état quantique. La
mise en évidence de ce phénomène appelé condensat de Bose-Einstein en 1997 [4]
a ouvert de nouvelles voies en physique en particulier avec les lasers àatomes[5].
En outre de l’étude de leurs propriétés intrinsèques (interaction avec la
lumière, collisions, non-linéarités...), les gaz atomes froids ont de nombreuses
applications en physique.
Le caractère ondulatoire des atomes froids est utilisé dans des expériences
d’interférométrie atomique. Ces interféromètres sont des détecteurs très sensibles
de l’accélération (gravité [6], rotation [7]).
L’utilisation d’atomes froids dans les horloges atomiques a permis d’accroître
considérablement leur précision (exactitude 10 −15 )[8].Lamesureprécise
du temps avec ces horloges à atomes froids devrait permettre d’améliorer
la précision des GPS (”Global Positioning System”). Les horloges atomiques
peuvent être aussi utilisées pour réaliser des tests en physique fondamentale
(tests expérimentaux de théorie de la relativité restreinte ou général, mesure de
l’éventuel dérives des constantes de la physique [9]).
Les atomes froids sont aussi utilisés comme milieu modèle pour étudier des
phénomènes physiques tel que le chaos quantique [11] ou la statistique quantique
comme la transition de Mott [10].
Propagation dans un milieu aléatoire
Dans cette thèse, nous utiliserons un gaz d’atomes froids comme milieu
modèle pour étudier la propagation d’une onde dans un milieu désordonné. Nous
étudierons en particulier le rôle des interférences dans cette propagation. La manifestation
la plus forte de l’effet des interférences dans la propagation d’une
onde dans un milieu désordonné estlephénomène de localisation forte où ladiffusion
d’une onde dans un milieu désordonné estarrêtée lorsque le libre parcours
moyen de l’onde dans le milieu est voisin de la longueur d’onde. Ce phénomène
aété prédit en 1958 par Anderson [12] dans le cadre du transport d’électrons
dans un milieu désordonné. En 1980, ce phénomène de localisation forte a été
envisagé pour des ondes électromagnétiques. Au contraire des électrons, les photons
n’interagissent pas entre eux et constituent donc un système modèle pour
étudier la localisation forte. Une recherche active s’est développée depuis les
années 80 pour mettre en évidence expérimentalement la localisation forte pour
des ondes électromagnétiques [13]. En 1997, l’observation de la localisation forte
de la lumière dans une poudre de semi-conducteur a été annoncée par Wiersma
[14] mais le rôle de l’absorption dans l’interprétation des données demeurent toujours
l’objet d’une discussion [15].
Une autre manifestation des effets des interférences dans la propagation d’une