I - De l’optique quantique aux condensats de Bose-Einstein II - Contribution à l’étude du pompage optique de l’hélium3 pour des applications médicales.
Alice SINATRA (LKB)

Infos Complémentaires

En salle de conférence IV (24 rue Lhomond, Paris 5, France).

Mercredi 17 mai 2006 à 9h30

- I) De l’optique quantique aux condensats de Bose-Einstein.

Dans notre travail sur les condensats, souvent motivé par des expériences, nous nous sommes intéressé à deux aspects. Le premier lié à la cohérence de phase du condensat et le deuxième lié aux caractère multimode du champ atomique lorsque la température du système est non nulle. Nous avons étudié l’effet des pertes de particules sur le brouillage et les résurgences de phase par la méthode des fonctions d’onde Monte-Carlo. Nous avons étudié la dynamique spatiale et de phase dans un mélange de deux condensats par des méthodes analytiques et numériques à l’aide de l’équation de Gross-Pitaevskii. Nous avons proposé et mis en oeuvre une méthode stochastique pour échantillonner la distribution de Wigner d’équilibre d’un champ atomique à une température non nulle dans le cadre de l’approximation de Bogoliubov ; ceci peut servir de point de départ pour une évolution dynamique de type champ classique qui, elle, va au-delà de l’approche de Bogoliubov. Par des simulations 3D de champ classique, nous avons ainsi montré la formation d’un réseau de vortex dans un condensat tournant, sans l’introduction de termes d’amortissement dans l’équation de Schrodinger non linéaire. Récemment, nous nous sommes aussi intéressé à des problèmes liés au traitement quantique de l’information comme à l’utilisation des spins nucléaires de l’helium3 pour faire une mémoire quantique.

- II) Contribution à l’étude du pompage optique de l’helium3 pour des applications médicales.

Il y a quelques années sont apparues les premières images de poumons humains obtenues avec de l’hélium3 polarisé par pompage optique. Les spins nucléaires de l’hélium, préalablement orientés par laser, et précessant dans un champ magnétique typiquement de 1.5 Tesla, sont utilisés à la place des protons présents dans les tissus pour faire les images par résonance magnétique. Une fois inhalé, l’helium reste confiné dans les cavités pulmonaires. On obtient alors des images complémentaires aux images "en proton". Selon la méthode actuellement utilisée, l’helium 3 est pompé par échange de métastabilité à faible pression (<1mbar) ce qui nécessite un phase délicate de compression sans perte de polarisation avant que le gaz puisse être utilisé pour l’imagerie. Par une étude expérimentale et théorique systématique, nous avons montré qu’effectuer le pompage en présence d’un champ magnétique fort, de 1.5 Tesla, permet de supprimer des canaux de relaxation de la polarisation nucléaire et d’étendre ainsi le domaine d’applicabilité du pompage de l’helium par échange de métastabilité à des pressions presque 100 fois plus élevés que celles usuelles, ce qui devrait simplifier considérablement l’étape de compression du gaz.

En salle de conférence IV (24 rue Lhomond, Paris 5, France).