Superfluidité dans un gaz de fermions ultra-froids
Leticia Tarruell

Infos Complémentaires

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

lundi 30 juin à 14h30

Résume

Cette thèse est divisée en deux parties. La première est consacrée à l’étude de la superfluidité dans un gaz de fermions ultra-froids. En utilisant un gaz dégénéré de 6Li au voisinage d’une résonance de Feshbach nous avons obtenu un superfluide fermionique et étudié son évolution en fonction de l’énergie de liaison des paires. Afin de caractériser la transition BEC-BCS entre un condensat de Bose-Einstein de molécules et un état BCS de paires de Cooper faiblement liées, nous avons étudié l’expansion du nuage en absence ou en présence d’interactions. Nous avons ainsi extrait la distribution en impulsion du système et sondé son caractère hydrodynamique.
La seconde partie concerne la conception et la réalisation d’un montage expérimental de seconde génération. Par rapport à l’ancien dispositif, ses principaux atouts sont un gain d’un ordre de grandeur sur le nombre d’atomes piégés, un bon accès optique, une grande stabilité et reproductibilité ainsi qu’un taux de répétition cinq fois supérieur. La nouvelle expérience a déjà permis d’atteindre le seuil de dégénérescence quantique du 7Li avec des performances très satisfaisantes et donne accès à la simulation de hamiltoniens de matière condensée avec des fermions ultra-froids.


Abstract

This thesis is divided in two parts. The first one is devoted to the study of superfluidity in an ultra-cold Fermi gas. Using a degenerate 6Li gas close to a Feshbach resonance we have obtained a fermionic superfluid and studied its evolution as a function of the binding energy of the pairs. To characterize the resulting BEC-BCS crossover between a Bose-Einstein condensate of molecules and a BCS state of Cooper pairs, we have studied the expansion of the cloud without or with interactions. From these measurements we have extracted the momentum distribution of the system and studied its hydrodynamic behaviour.
The second part concerns the conception and the builiding of a second generation apparatus. With respect to the old setup, its principal advantages are a gain of an order of magnitude in the number of trapped atoms, a good optical acces, an increased stability and reproducibility and a repetition rate five times bigger. The new apparatus has already allowed us to achieve quantum degeneracy of 7Li and will give acces to the simulation of condensed matter hamiltonians with ultracold Fermi gases.

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