VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
6.4. IMAGERIE 157
Fig. 6.16 – Clichés de cristaux, temps de pose : 2 s. Gauche : on observe une structure
cylindrique mise en évidence par les tirets : les ions non fluorescents occupent le centre et
les ions fluorescents sont à la périphérie. Droite : l’alignement du laser bleu est modifié et le
signal de fluorescence est plus intense.
volume du cylindre central représente 15% du volume total, une valeur qui donne la fraction
d’ions non fluorescents. Ce résultat est à rapprocher de l’estimation précédente effectuée à
partir de la fluorescence qui donnait 20% d’ions non fluorescents. Notons que ces deux estimations
sont toutes deux compatibles avec l’abondance naturelle cumulée des deux isotopes
86 et 87 qui s’élève à 17.86%.
Comme expliqué à la page 62, l’objectif de grands cristaux denses pousse à travailler à haute
fréquence ωRF et haute tension VRF : l’amplitude du micro-mouvement proportionnelle au
facteur de stabilité q (responsable du chauffage RF) est diminuée, et simultanément la raideur
ωr du potentiel dans le plan radial est augmentée. Un nouveau résonateur a été construit en
juin 2009, capable de délivrer une amplitude VRF = 500 V pour ωRF = 2π × 6.51 MHz. Dans
ces conditions, q = 0.03 et ωr = 2π × 170 kHz, c’est à dire un très faible facteur q et une
raideur du piège quatre fois plus importante dans la plan radial par rapport au cristal de la
figure 6.14. La figure 6.17 montre une image d’un grand cristal piégé dans de telles conditions.
On observe tout d’abord que la section radiale du cristal est plus importante que sur le cliché
de la figure 6.14. Comme le facteur q est faible, des ions situés loin de l’axe ne sont pas soumis
à un micro-mouvement important et le chauffage RF y reste faible. De cette manière, on peut
ajouter des ions loin de l’axe sans quitter le régime cristallin. On remarque que le volume
occupé par le nuage a une forme plus cylindrique qu’ellipsoïdale ce qui s’interprète par la
forme du potentiel généré par les endcaps loin du centre. Selon les simulations numériques
qui fournissent la forme du potentiel moyen (voir page 128), le potentiel créé par les endcaps
de la version 2.0 n’a pas exactement une forme parabolique : il est plus raide près des endcaps
et plus plat près du centre.
On observe également deux lignes brillantes horizontales au sein du cristal qui délimitent une
zone un peu plus sombre. On attribue ce profil vertical à la présence d’ions non fluorescents.
Des informations intéressantes sont contenues dans les profils moyens de la fluorescence dans
les directions axiale et radiale. Les profils de la figure 6.18 ont été obtenus comme pour les
profils de la figure 6.15. La forme du profil dans l’axe du piège (figure 6.18(b)) est un plateau
aux flancs raides : le signal chute de 50% sur une longueur de 100 µm. On observe comme
pour le cristal de la figure 6.14 un creux dans le plateau dû à la présence des ions non fluorescents.
La forme du profil dans le plan radial (figure 6.18(b)) est un plateau aux flancs