Interférences d’ondes de matière dans les condensats de Bose Einstein

La sixième leçon a abordé l’étude des ondes de matière (optique atomique). Depuis quelques années on sait réaliser des échantillons ultra froids d’atomes formant des condensats de Bose Einstein, dans lesquels un grand nombre d’atomes se trouvent tous dans la même fonction d’onde, ayant une étenduequasi macroscopique. Ces ondes de matière géantes présentent de nombreuses analogies avec les ondes laser. Elles ont des propriétés de cohérence très semblables. L’optique atomique qui se développe de façon très active permet de faire des expériences dans lesquelles les atomes remplacent les photons des ondes lumineuses, avec des applications potentielles fascinantes. La leçon a rappelé comment ces condensats étaient fabriqués et étudiés et a montré certaines analogies entre optique photonique et « optique atomique ». Pour cela, il est commode de se placer dans le formalisme de la seconde quantification, qui introduit les opérateurs de création et d’annihilation d’atomes jouant en optique atomique le rôle que jouent en optique quantique les opérateurs habituels de création et d’annihilation de photons. Nous avons décrit l’équivalent atomique des lames séparatrices de l’optique quantique, réalisables en exploitant un effet Josephson entre deux modes de bosons condensés. Nous avons décrit la cohérence de systèmes de bosons à deux modes et analysé des expériences d’interférence entre condensats récemment réalisées.