VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
6.3. SPECTRES BLEUS 139
facteur de 10kB, soit ici 3000 K. Comme le chargement est maintenu durant toute la mesure,
il est certain que l’on génère des ions à tous les endroits du piège et notamment sur les bords,
et que l’on doit s’attendre à une température supérieure à 3000 K. Cela est cohérent avec les
6000 K déterminés à partir de la largeur du profil.
La température correspondant à la courbe OFF est 300 K. Après l’arrêt du canon à électrons,
la température s’est stabilisée à une valeur nettement inférieure. Ceci s’explique principalement
par l’arrêt du chargement, plus aucun nouvel ion d’énergie très importante n’est chargé
dans le piège. Les lasers de refroidissement ont une action non négligeable car il y a un signal
de fluorescence, néanmoins on se trouve loin de la température limite Doppler, inférieure au
mK. Le refroidissement laser doit ici compenser d’importants effets de chauffage, principalement
le chauffage RF et le chauffage dû aux collisions avec les atomes neutres de Strontium
produits par le four non éteints.
On n’observe dans aucune des deux courbes une asymétrie des profils par rapport à la
résonance comme on peut l’observer dans [158], [86] et [159]. Cette asymétrie est attendue
lorsque les effets des lasers sont plus importants (ou à l’inverse les effets de chauffage
plus faibles) et provient du fait que si l’effet des lasers pour un désaccord négatif est un effet
de refroidissement, on attend un effet de chauffage pour un désaccord positif. En traversant
la résonance, on passe d’un effet à l’autre et cela peut induire une différence notable dans le
signal de fluorescence.
6.3.2 Régime intermédiaire
Dans les spectres présentés dans cette section les conditions expérimentales sont modifiées
: d’une part l’amplitude de la tension RF est plus faible (q = 0.26) et le flux d’atomes
de Strontium est éteint, et d’autre part les lasers de refroidissement sont renvoyés vers les
ions après le premier passage. Le chauffage est donc moindre et le refroidissement plus fort.
Les autres paramètres expérimentaux sont sensiblement identiques. Le signal de fluorescence
représenté sur la courbe 6.4 a été acquis avec le photomultiplicateur compteur de photons.
L’axe des abscisses est donné par le signal d’absorption saturée qui n’a pas été représenté
ici. Pour un désaccord négatif, on attend un effet de refroidissement et inversement, pour un
désaccord positif on attend un effet de chauffage.
Le profil du spectre n’est pas tout à fait symétrique par rapport à la résonance. Cette allure
peut s’expliquer de la manière suivante : pour un désaccord important, le laser n’interagit
qu’avec les ions les plus rapides qui sont peu nombreux et le signal de fluorescence est faible.
En s’approchant de la résonance, le nombre d’ions en interaction avec le laser augmente, et
il en va de même pour le signal de fluorescence. De plus, tous ces ions se trouvent soumis à
l’effet de refroidissement ce qui au niveau du nuage augmente la population dans les vitesses
faibles. En s’approchant davantage la fluorescence augmente ce qui augmente la puissance de
refroidissement, et on observe une forte pente positive dans le signal de fluorescence jusqu’à
la résonance. Lorsque le désaccord devient positif les ions sont chauffées par les lasers : la fluorescence
baisse car les populations correspondant aux faibles vitesses sont rapidement vidées.
En augmentant le désaccord, la température du nuage augmente et le signal de fluorescence
n’est pas retrouvé.
Si le balayage est suffisamment lent, le nuage est en permanence à l’équilibre : la puissance
de refroidissement est égale à la puissance de chauffage totale. Cela est important pour interpréter
le profil de fluorescence et déduire des informations sur la température. On s’assure
que l’on travaille bien dans ce régime en diminuant la vitesse de balayage : si pour des vitesses