VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
6.3. SPECTRES BLEUS 141
défini et notamment son zéro doit correspondre au zéro du potentiel radiofréquence instantané.
De cette manière le micro-mouvement est réduit et nous avons pu, forts de ces modifications,
atteindre une température bien plus faible que dans les expériences précédentes. On
génère cette fois les ions par photo-ionisation de sorte qu’il n’y a aucun ion Argon ou Cuivre à
déstabiliser. Les ions sont refroidis par un seul passage des faisceaux lasers de refroidissement
dans l’axe du piège. Le balayage de la fréquence du laser bleu dont la vitesse vaut 15 MHz/s
est interrompu peu après la résonance pour éviter de perdre le nuage. On obtient oujours des
spectres de fluorescence asymétriques dont un exemple est donné sur la figure 6.5. On observe
Fig. 6.5 – Bleu : spectre de fluorescence. Noir : dérivée du signal d’absorption saturée servant
de référence pour l’axe des abscisses. L’ajustement par le profil de Voigt a été tracé en rouge.
Le four atomique est éteint et la vitesse de balayage vaut 15 MHz/sec
tout d’abord sur ce spectre une largeur bien plus faible que dans les spectres précédents. En
utilisant la méthode pour extraire une borne supérieure de la température, on obtient une
demi-largeur du profil de Voigt de 23 MHz, et une borne supérieure de la température de
10 mK. Il faut être prudent avec cette température car ily a cette fois un élargissement par
puissance. En effet, on travaille avec des intensités comprises entre 10 et 100 mW/cm 2 pour
le faisceau bleu et entre 2 et 10 mW/cm 2 pour le faisceau. Compte tenu des intensités de
saturation qui valent respectivement 33.4 mW/cm 2 et 0.14 mW/cm 2 , l’élargissement spectral
peut être estimé entre 3 et 15 MHz. L’élargissement Doppler n’est donc pas l’élargissement
principal, et la température du nuage pourrait être très inférieure aux 10 mK estimés. Pour
le mesurer précisément, il conviendrait de réitérer cette expérience pour plusieurs puissances
des faisceaux laser de refroidissement et d’observer l’effet sur la largeur.
On observe également sur cette courbe un pic secondaire pour un désaccord de -70 MHz, qui
s’interprète comme un refroidissement soudain du nuage. La dépendance du chauffage RF,
déjà présentée à la page 46, montre en effet un maximum en fonction de la température.
Partant d’un nuage très chaud, la baisse de température augmente le chauffage RF. Dans ce