VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
4.7. REFROIDISSEMENT 101
4.7 Refroidissement
4.7.1 L’ion Sr +
Fig. 4.21 – Cliché de l’oscillateur femtoseconde
L’ion qui a été choisi par l’équipe pour réaliser un échantillon atomique optiquement
dense est l’ion Sr + , un choix principalement motivé par deux raisons. Tout d’abord l’atome
de Strontium est un élément alcalino-terreux, dont l’ion Sr + possède un seul électron de
valence. Le schéma des niveaux atomiques est alors identique à ceux des atomes alcalins et
présente des transitions que l’on peut facilement adresser par des champs lumineuxdans le
domaine optique. En particulier pour l’ion Strontium 88 Sr + qui est l’isotope majoritaire et
sans spin nucléaire, on peut appliquer la méthode de refroidissement Doppler en utilisant deux
lasers comme proposé dans le schéma 2.10 présenté à la page 53. Trois niveaux atomiques sont
alors impliqués définissant une transition de refroidissement et une transition de repompage.
Le second argument tient au fait que la transition 5s S 1/2 → 5p P 1/2 de l’ion Sr + (utilisée
dans la mise en œuvre du refroidissement Doppler) est quasi-coïncidente avec la tranistion
5s S 1/2(F = 2) → 6p P 1/2(F ′ = 3) de l’atome neutre 85 Rb.. Cette coïncidence permet
de limiter la complexité du réglage et de l’asservissement de la longueur d’onde du laser
de refroidissement. Elle est également exploitée pour la génération d’impulsions lumineuses
corrélées quantiquement à stocker dans le milieu atomique formés par les ions Sr + . Dans ce
paragraphe on présente les données physiques importantes de l’ion Sr + .
Quelques données physico-chimiques de l’atome de Strontium L’élément Strontium
de numéro atomique 38 possède quatre isotopes stables : 84 Sr (0.56%), 86 Sr (9.86%),
87 Sr (7.0%), et le 88 Sr(82.58%). La masse de l’atome vaut 87,62 u.m.a. soit 1.454 × 10 −25 kg.
L’énergie de première ionisation pour un atome neutre vaut 5.7 eV (soit 217 nm en terme