Production, fast rotation and non-destructive imaging of a superfluid in a bubble trap

Thèse présentée par Rishabh Sharma pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l’Université Sorbonne Paris Nord

Je présenterai les travaux que j'ai effectués durant les trois années de ma thèse de doctorat sur la manip de Rubidium au sein de l’équipe BEC. Durant ma thèse nous avons étudié le scénario de fusion d’un réseau de vortex dans un superfluide quasi-2D en rotation rapide au fond du piège en forme d’une bulle. La présence de cette scénario de fusion dans les cristaux 2D est bien expliquée par la théorie de Kosterlitz, Thouless, Helperin, Nelson et Young (KTHNY). Nous avons montré la présence de la transition de la phase hexatique à la phase liquide en fonction de l'augmentation de la fréquence de rotation. Je présenterai aussi les différentes modifications qui ont été effectuées au cours de ma thèse tel que l'installation d’un nouveau piège dipolaire désaccordé vers le rouge (1064nm) à la place de l'ancien piège plug (532nm) qui était désaccordé vers le bleu, afin de limiter les excitations du mouvement du centre de masse des atomes lorsqu'ils sont transférés dans le piège bulle depuis le piège dipolaire. Je présenterai également l'installation d'une nouvelle chaîne laser dans notre expérience qui au été mise en place pour mettre en œuvre une nouvelle méthode d'imagerie non-destructive qui nous permet de prendre plusieurs images in situ d'un superfluide au cours de la séquence expérimentale contrairement à une image par séquence avec une méthode d'imagerie par absorption. Cette méthode nous permettra à l'avenir d'étudier la dynamique temporelle d'un superfluide dans les mêmes conditions expérimentales.

Membre de Jury :

Thomas BOURDEL, Laboratoire Charles Fabry (Institut d’Optique, Palaiseau), Rapporteur
Kali WILSON, University of Strathclyde, Rapporteuse
Jacob REICHEL, Laboratoire Kastler Brossel (Paris,), Examinateur
Giacomo ROATI, LENS – European Laboratory for Non-Linear- Spectrocopy (Italie), Examinateur
Athanasios LALIOTIS, Laboratoire de Physique des Lasers, Université Sorbonne Paris Nord, Examinateur
Romain DUBESSY, Aix-Marseille Université (AMU), Co-directeur de thèse
Hélène PERRIN, Laboratoire de Physique des Lasers, Université Sorbonne Paris Nord, Directrice de thèse

Mots-clefs : Condensat de Bose-Einstein, potentiels adiabatiques, réseau de vortex, rotations rapides, superfluide quasi-2D.

Soutenance : Le 31 Janvier 2025 à 14h00

CNRS UMR 7538
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