Faire du froid à partir de lumière ? Au cours des vingt dernières années, ce but pour le moins paradoxal a été atteint dans les laboratoires de physique atomique avec des performances qui ont dépassé les prévisions initiales les plus optimistes. Des faisceaux lumineux bien choisis permettent d’amener une assemblée d’atomes à une température située quelques nanokelvins seulement au dessus du zéro absolu. Le comportement des gaz ainsi obtenus est gouverné par la mécanique quantique : la vitesse des particules est fortement diminuée et leur longueur d’onde augmentée, ce qui permet la réalisation d’horloges et de capteurs interférométriques (accélération, rotation) d’une précision inégalée. Par ailleurs, en concentrant ces atomes en un petit volume, on réalise une "matière quantique" qui constitue un simulateur de systèmes encore mal compris, comme le fluide d’électrons dans un matériau supraconducteur ou dans un solide à effet Hall quantique. L’exposé présentera brièvement les principes à la base du refroidissement. Il décrira ensuite quelques développements récents, à la fois sur le plan des mesures de précision "à un atome" et sur celui des phénomènes collectifs en lien avec la physique de la matière condensée. Il se terminera par un bref panorama des perspectives de ce domaine de recherche.

Né en 1958, Professeur au Collège de France depuis 2012, Jean Dalibard effectue ses recherches au Laboratoire Kastler Brossel (ENS Paris) en physique atomique et plus particulièrement sur la manipulation d’atomes par la lumière. Ces systèmes peuvent donner naissance à de nouveaux états de la matière dont le comportement, régi par la mécanique quantique, diffère fortement de celui des fluides ordinaires. Ils s’inscrivent dans une longue lignée de travaux internationalement reconnus depuis ceux d’Alfred Kastler sur le pompage optique jusqu’à ceux de Claude Cohen-Tannoudji sous la direction duquel il prépara sa thèse de doctorat (1986).

Pour en savoir plus : http://quantumgdr2014.sciencesconf.org/resource/page/id/1

Contact : natacha.portier@ens-lyon.fr