Thèse présentée par Youssef Aziz-Alaoui pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l’Université Sorbonne Paris Nord
Dans cette thèse nous étudions le développement de corrélations de spin entre atomes de chrome piégés dans un réseau optique. Ce système se caractérise par le grand spin (S=3) des atomes utilisés ainsi que la grande portée et l’anisotropie des interactions interatomiques. Dans ce manuscrit sont décrites deux expériences dans lesquelles nous observons le développement de ces corrélations de spin. Ces deux expériences sont basées sur la mesure répétée des populations Zeeman globales et l’estimation de leurs second moments statistiques. Les valeurs expérimentales de ces propriétés statistiques ne sont pas uniquement dictées par la dynamique dipolaire, et elle sont en général impactées par de nombreux autres phénomènes aléatoires (les fluctuations du signal total, la fluorescence atomique etc…). Dans le deuxième chapitre de ce manuscrit, nous fournissons des méthodes de traitement statistique des données expérimentales qui permettent d’isoler la contribution du bruit de projection quantique. Dans le troisième chapitre de ce manuscrit, nous donnons la preuve expérimentale de la croissance de corrélations de spin dans notre système au fur et à mesure de sa thermalisation. Les résultats de ce chapitre mettent en évidence les possibilités nouvelles associées aux grands spins en termes de suivi des corrélations. Dans le quatrième chapitre nous décrivons la mise en œuvre d’une nouvelle méthode de bipartition qui nous a permis d’examiner plus finement la structure des corrélations se développant dans notre système et d’en démontrer la relative complexité. La croissance de ces corrélations concorde avec les scénarios de thermalisation quantique communément acceptés selon lesquels la thermalisation des systèmes isolés est induite par l’intrication des différentes sous-parties du système.
Membre du jury :
Brune Michel, LKB, Examinateur
Lahaye Thierry, LCF, Rapporteur
Nascimbène Sylvain, LKB, Rapporteur
Perrin Hélène, LPL, Examinatrice
Westbrook Christopher, LCF, Examinateur
Laburthe Tolra Bruno, LPL, Directeur de thèse
Vernac Laurent, LPL, Co-directeur de thèse
Mots-cles : Corrélations, spin, réseau optique, interactions dipolaires, thermalisation quantique
Soutenance : Le 03 Octobre 2022 à 14h00