Au cœur des atomes froids
L'aventure de l'IFRAF
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Jean-François DARS
Anne PAPILLAULT
Anne PAPILLAULT
2015
Format : 22 x 18,5
|
Nb pages : 144
Résumé
Comme les débuts de la photographie scientifique arrêtaient le mouvement pour mieux le comprendre, la physique des atomes froids permet d’approcher et de travailler la matière en engourdissant les particules dans des bains de laser, abordant des domaines inexplorés là où seules s’aventuraient jusqu’alors les expériences de pensée.
Coincer les atomes dans des cavités, les faire rebondir, s’entrechoquer comme au billard, les trier objet par objet ou les regrouper en nuages – ce qui n’était au départ qu’une prouesse est tout naturellement devenu un outil. Avec un champ d’application si varié et si vaste que se fit peu à peu sentir le besoin de regroupement.
En Île-de-France fut alors créé l’IFRAF (Institut francilien de recherche sur les atomes froids), plate-forme de réflexion et d’action où les recherches se confrontent et se concertent, créant des liens, harmonisant les moyens, fédérant les efforts au sein de ce qui est désormais, au meilleur sens du terme, une communauté.
Avec le concours de Michèle LEDUC et Bruno LABURTHE-TOLRA
Préface de Claude COHEN-TANNOUDJI
Traduit en anglais par Adrian TRAVIS
118 photographies noir et blanc
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Quick overview
The paradoxes of extreme cold
Cold atoms physics is a place of paradoxes. Pivotal to this research topic is the idea that a laser beam, which would burn our finger if we were careless enough to touch it, traps particles at a temperature a billion times lower than room temperature.
A second paradox is that this extreme cold, far from being a dull state of eternal rest, instead opens the doors of a rich quantum universe, where waves and particles act in a joint play. Then there is the surprise, for the casual visitor, to see a subtle form of order emerge from laboratories crowded by swarms of cables and pipes, on optical tables covered with equipment arranged without apparent logic.
The avenues of research that we are exploring extend this paradoxical aspect of ultracold gases. We want to use our atoms to simulate phenomena related to intense magnetism, arising either from orbital motion or from spin, even though our atoms have no electric charge and have no more than a weak magnetic moment…
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On en parle
• Pour la Science n°448 - février 2015
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Les auteurs
Jean-François DARS et Anne PAPILLAULT ont longtemps été réalisateurs de films scientifiques au CNRS. Mariant les images aux textes, ils ont aussi publié Voyage avec Stevenson dans les Cévennes (Descartes & Cie, 2006), Les Déchiffreurs. Voyage en mathématiques (Belin, 2008), Le Plus Grand des hasards. Surprises quantiques (Belin, 2010) et Petits soldats (Descartes & Cie, 2014). Fin 2016, ils ont été lauréats du prix de l’Information scientifique de l'Académie des sciences.
Avec des contributions de : Jean DALIBARD, Christophe SALOMON, Élisabeth GIACOBINO, Alain ASPECT, Antoine GEORGES…
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Sommaire
Préface de Claude COHEN-TANNOUDJI
Laboratoire Kastler Brossel
Les paradoxes du froid (Jean DALIBARD)
La particule de Majorana (Sylvain NASCIMBÈNE)
Équations d’état (Frédéric CHEVY)
Espaces mixtes (Christophe SALOMON)
Puces savantes (Jakob REICHEL)
États intriqués et gaz quantiques (Alice SINATRA)
Photons en cavité (Michel BRUNE)
Pas de frontières (Michèle LEDUC / Sylvie ROUSSET)
La limite unitaire (Yvan CASTIN)
Tester l’électrodynamique (François BIRABEN)
Ions piégés (Laurent HILICO)
Optomécanique et atomes froids (Antoine HEIDMANN)
Optique quantique et semi-conducteurs (Alberto BRAMATI)
Mémoires quantiques (Élisabeth GIACOBINO)
Fluctuations du vide Astrid (LAMBRECHT)
Brouillard d’atomes (Dominique DELANDE)
Laboratoire Charles Fabry
Interactions photon-photon (Philippe GRANGIER)
Manipulation d’atomes (Antoine BROWAEYS)
Une brève histoire du Groupe d’optique atomique (Alain ASPECT)
La brillance du condensat (Christoph WESTBROOK)
Désordre dans les gaz 2D (Thomas BOURDEL)
Localisation d’Anderson (Vincent JOSSE)
Théorie de la matière quantique (Laurent SANCHEZ-PALENCIA)
Gaz de bosons unidimensionnels (Isabelle BOUCHOULE)
L’effort de tous (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Systèmes de référence temps-espace
Horloges à atomes froids (Jocelyne GUÉNA)
Au plus près de la seconde (Sébastien BIZE)
Du temps au temps (Philippe LAURENT)
Interférométrie atomique et capteurs inertiels (Franck PEREIRA DOS SANTOS)
Laboratoire Photonique, numérique et nanosciences de Bordeaux
Heure et pesanteur (Philippe BOUYER)
Muquans de Bordeaux
Vers le gravimètre quantique absolu (Bruno DESRUELLE)
Laboratoire Thales Research and Technology
Puces transparentes (Sylvain SCHWARTZ)
Savoir-faire (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Laboratoire de physique des lasers
Lien optique et temps-fréquence (Anne AMY-KLEIN)
Sondes moléculaires (Anne AMY-KLEIN)
Une puce pour la soupe (Hélène PERRIN)
Un superfluide à double sens (Hélène PERRIN)
Des atomes comme des aimants (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Nanométrie (Gabriel DUTIER)
Laboratoire Aimé Cotton
Les atomes de Rydberg froids (Patrick CHEINET)
Molécules froides (Daniel COMPARAT)
Théorie des molécules froides (Olivier DULIEU)
Électrons ultrafroids (Daniel COMPARAT)
Lumière « twistée » (Laurence PRUVOST)
Lyman alpha (Jacques ROBERT)
Les terrasses de l’IFRAF (Viviane TIA)
Laboratoire Matériaux et phénomènes quantiques
Ions piégés et qubits (Luca GUIDONI)
Laboratoire de physique théorique et modèles statistiques
Problème à N corps (Gora SHLYAPNIKOV)
Centre de physique théorique - École polytechnique
Petites machines thermiques (Antoine GEORGES)
Laboratoire de physique statistique de l’ENS
Gaz fermioniques ultrafroids (Roland COMBESCOT)
Laboratoire de physique théorique modélisation de Cergy-Pontoise
Théorie quantique des champs (Philippe LECHEMINANT)
Laboratoire de physique théorique de la matière condensée
Des atomes froids à la matière condensée (Ludovic PRICOUPENKO)
Laboratoire Collisions, agrégats, réactivité de Toulouse
Le transport quantique (David GUÉRY-ODELIN)
Institut non linéaire de Nice Sophia Antipolis
Diffusion de la lumière (Robin KAISER)
Laboratoire de physique de la matière condensée de Nice
Des qubits dans les nuages (Sébastien TANZILLI)
Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules de Lille
Mécanique quantique et chaos (Pascal SZRIFTGISER)
Postface de Michèle LEDUC
Translations
Comme les débuts de la photographie scientifique arrêtaient le mouvement pour mieux le comprendre, la physique des atomes froids permet d’approcher et de travailler la matière en engourdissant les particules dans des bains de laser, abordant des domaines inexplorés là où seules s’aventuraient jusqu’alors les expériences de pensée.
Coincer les atomes dans des cavités, les faire rebondir, s’entrechoquer comme au billard, les trier objet par objet ou les regrouper en nuages – ce qui n’était au départ qu’une prouesse est tout naturellement devenu un outil. Avec un champ d’application si varié et si vaste que se fit peu à peu sentir le besoin de regroupement.
En Île-de-France fut alors créé l’IFRAF (Institut francilien de recherche sur les atomes froids), plate-forme de réflexion et d’action où les recherches se confrontent et se concertent, créant des liens, harmonisant les moyens, fédérant les efforts au sein de ce qui est désormais, au meilleur sens du terme, une communauté.
Avec le concours de Michèle LEDUC et Bruno LABURTHE-TOLRA
Préface de Claude COHEN-TANNOUDJI
Traduit en anglais par Adrian TRAVIS
118 photographies noir et blanc
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Quick overview
The paradoxes of extreme cold
Cold atoms physics is a place of paradoxes. Pivotal to this research topic is the idea that a laser beam, which would burn our finger if we were careless enough to touch it, traps particles at a temperature a billion times lower than room temperature.
A second paradox is that this extreme cold, far from being a dull state of eternal rest, instead opens the doors of a rich quantum universe, where waves and particles act in a joint play. Then there is the surprise, for the casual visitor, to see a subtle form of order emerge from laboratories crowded by swarms of cables and pipes, on optical tables covered with equipment arranged without apparent logic.
The avenues of research that we are exploring extend this paradoxical aspect of ultracold gases. We want to use our atoms to simulate phenomena related to intense magnetism, arising either from orbital motion or from spin, even though our atoms have no electric charge and have no more than a weak magnetic moment…
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On en parle
• Pour la Science n°448 - février 2015
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Les auteurs
Jean-François DARS et Anne PAPILLAULT ont longtemps été réalisateurs de films scientifiques au CNRS. Mariant les images aux textes, ils ont aussi publié Voyage avec Stevenson dans les Cévennes (Descartes & Cie, 2006), Les Déchiffreurs. Voyage en mathématiques (Belin, 2008), Le Plus Grand des hasards. Surprises quantiques (Belin, 2010) et Petits soldats (Descartes & Cie, 2014). Fin 2016, ils ont été lauréats du prix de l’Information scientifique de l'Académie des sciences.
Avec des contributions de : Jean DALIBARD, Christophe SALOMON, Élisabeth GIACOBINO, Alain ASPECT, Antoine GEORGES…
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Sommaire
Préface de Claude COHEN-TANNOUDJI
Laboratoire Kastler Brossel
Les paradoxes du froid (Jean DALIBARD)
La particule de Majorana (Sylvain NASCIMBÈNE)
Équations d’état (Frédéric CHEVY)
Espaces mixtes (Christophe SALOMON)
Puces savantes (Jakob REICHEL)
États intriqués et gaz quantiques (Alice SINATRA)
Photons en cavité (Michel BRUNE)
Pas de frontières (Michèle LEDUC / Sylvie ROUSSET)
La limite unitaire (Yvan CASTIN)
Tester l’électrodynamique (François BIRABEN)
Ions piégés (Laurent HILICO)
Optomécanique et atomes froids (Antoine HEIDMANN)
Optique quantique et semi-conducteurs (Alberto BRAMATI)
Mémoires quantiques (Élisabeth GIACOBINO)
Fluctuations du vide Astrid (LAMBRECHT)
Brouillard d’atomes (Dominique DELANDE)
Laboratoire Charles Fabry
Interactions photon-photon (Philippe GRANGIER)
Manipulation d’atomes (Antoine BROWAEYS)
Une brève histoire du Groupe d’optique atomique (Alain ASPECT)
La brillance du condensat (Christoph WESTBROOK)
Désordre dans les gaz 2D (Thomas BOURDEL)
Localisation d’Anderson (Vincent JOSSE)
Théorie de la matière quantique (Laurent SANCHEZ-PALENCIA)
Gaz de bosons unidimensionnels (Isabelle BOUCHOULE)
L’effort de tous (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Systèmes de référence temps-espace
Horloges à atomes froids (Jocelyne GUÉNA)
Au plus près de la seconde (Sébastien BIZE)
Du temps au temps (Philippe LAURENT)
Interférométrie atomique et capteurs inertiels (Franck PEREIRA DOS SANTOS)
Laboratoire Photonique, numérique et nanosciences de Bordeaux
Heure et pesanteur (Philippe BOUYER)
Muquans de Bordeaux
Vers le gravimètre quantique absolu (Bruno DESRUELLE)
Laboratoire Thales Research and Technology
Puces transparentes (Sylvain SCHWARTZ)
Savoir-faire (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Laboratoire de physique des lasers
Lien optique et temps-fréquence (Anne AMY-KLEIN)
Sondes moléculaires (Anne AMY-KLEIN)
Une puce pour la soupe (Hélène PERRIN)
Un superfluide à double sens (Hélène PERRIN)
Des atomes comme des aimants (Bruno LABURTHE-TOLRA)
Nanométrie (Gabriel DUTIER)
Laboratoire Aimé Cotton
Les atomes de Rydberg froids (Patrick CHEINET)
Molécules froides (Daniel COMPARAT)
Théorie des molécules froides (Olivier DULIEU)
Électrons ultrafroids (Daniel COMPARAT)
Lumière « twistée » (Laurence PRUVOST)
Lyman alpha (Jacques ROBERT)
Les terrasses de l’IFRAF (Viviane TIA)
Laboratoire Matériaux et phénomènes quantiques
Ions piégés et qubits (Luca GUIDONI)
Laboratoire de physique théorique et modèles statistiques
Problème à N corps (Gora SHLYAPNIKOV)
Centre de physique théorique - École polytechnique
Petites machines thermiques (Antoine GEORGES)
Laboratoire de physique statistique de l’ENS
Gaz fermioniques ultrafroids (Roland COMBESCOT)
Laboratoire de physique théorique modélisation de Cergy-Pontoise
Théorie quantique des champs (Philippe LECHEMINANT)
Laboratoire de physique théorique de la matière condensée
Des atomes froids à la matière condensée (Ludovic PRICOUPENKO)
Laboratoire Collisions, agrégats, réactivité de Toulouse
Le transport quantique (David GUÉRY-ODELIN)
Institut non linéaire de Nice Sophia Antipolis
Diffusion de la lumière (Robin KAISER)
Laboratoire de physique de la matière condensée de Nice
Des qubits dans les nuages (Sébastien TANZILLI)
Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules de Lille
Mécanique quantique et chaos (Pascal SZRIFTGISER)
Postface de Michèle LEDUC
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