STATIC AND DYNAMICAL PROPERTIES OF BOSE-EINSTEIN CONDENSATES IN DISORDERED POTENTIALS - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2007

STATIC AND DYNAMICAL PROPERTIES OF BOSE-EINSTEIN CONDENSATES IN DISORDERED POTENTIALS

PROPRIETES STATIQUES ET DYNAMIQUES D'UN CONDENSAT DE BOSE-EINSTEIN DANS UN POTENTIEL ALEATOIRE

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Abstract

In this thesis, several aspects of atomic Bose-Einstein condensates in a random potential are discussed. The realization and characterization of a random optical potential induced by laser speckle is presented. First, we study some properties of the trapped, disordered degenerate gases, in particular the enhancement of large density modulations during time-of-flight. We show that this effect is not related to initial phase fluctuations but originates from small initial density modulations in the trap. Secondly, we report on the suppression of the 1D expansion of an interacting matterwave in the presence of disorder. A detailed experimental analysis supports the proposed scenario of trapping where interactions play a crucial role. A different regime of weak disorder is then investigated theoretically and we show that Anderson localization of the condensate can happen in this case. Thirdly, we report on collective modes of a disordered Bose-Einstein condensate. The absence of frequency shifts and the damping of the dipole mode in the presence of disorder are discussed. Finally, we measure the velocity of sound in a disordered condensate and we show the absence of shift compared to the non-disordered case.
Ce mémoire présente différents aspects des condensats de Bose-Einstein atomiques placés dans un potentiel aléatoire 1D. Nous décrivons en détail les propriétés et la caractérisation du potentiel optique aléatoire utilisé, issu d'un champ de tavelures. Nous abordons alors trois aspects des condensats désordonnés. En premier lieu, quelques propriétés des condensats désordonnés piégés sont caractérisées. En particulier, nous étudions le développement de modulations de densité sur le condensat au cours d'un temps de vol et nous montrons que leur origine n'est pas liée à des fluctuations de phase initiales. Dans un deuxième temps, nous décrivons des propriétés de transport d'un condensat dans le désordre. Nous avons observé la suppression de l'expansion de l'onde de matière dans un potentiel aléatoire 1D et développé un scénario de piégeage, où les interactions jouent un rôle central, permettant de comprendre ces observations. Nous présentons ensuite un travail théorique sur l'expansion du condensat dans un régime dit de faible désordre et nous montrons que le phénomène de localisation d'Anderson peut alors être à l'origine du piégeage de l'onde de matière. Enfin, dans une dernière partie nous abordons l'étude des modes collectifs d'un condensat désordonné. Des mesures sur l'absence de décalage en fréquence des modes dipolaires et quadrupolaires et l'amortissement du mode dipolaire en présence de désordre sont présentées. Enfin, nous mesurons la vitesse de propagation d'un pic de densité et nous en concluons que la vitesse du son n'est pas modifiée par la présence d'un potentiel aléatoire de faible amplitude.
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Dates and versions

tel-00262463 , version 1 (11-03-2008)
tel-00262463 , version 2 (29-04-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00262463 , version 2

Cite

David Clément. PROPRIETES STATIQUES ET DYNAMIQUES D'UN CONDENSAT DE BOSE-EINSTEIN DANS UN POTENTIEL ALEATOIRE. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00262463v2⟩
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