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Quand l'optique quantique rencontre l'astrophysique

Découvrez les dispositifs utilisés par le LCAR pour simuler les particules des vents stellaires, manipuler des atomes de Rydberg ou contrôler des atomes froids. Objectif : repousser les limites de nos connaissances dans le quantique et l'astrophysique.

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Au Laboratoire collisions agrégats réactivité (LCAR), les équipes exploitent des dispositifs optiques et expérimentaux pour explorer les mystères de l’univers et de la matière. L’équipe Interactions ions-matière (I2M) utilise une source d’ions accélérés pour simuler les particules des vents stellaires et étudier leur interaction avec des molécules d’intérêt astrophysique. De leur côté, des scientifiques spécialisés dans les atomes de Rydberg manipulent ces éléments pour le projet PRORYDAQS, visant à prolonger la durée de vie des atomes de Rydberg et ainsi dépasser les contraintes technologiques actuelles en simulation et métrologie quantiques. Enfin, le laboratoire utilise l'interférométrie atomique pour mesurer des constantes fondamentales et explorer les liens entre mécanique quantique et gravité.
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Table optique pour la manipulation d'atomes de Rydberg

Table optique. La lumière laser est le moyen le plus efficace d'étudier et de contrôler la matière. Cela requiert un contrôle total de toutes les propriétés du laser, qu'il s'agisse de propriétés spectrales, temporelles ou de polarisation. Les scientifiques manipulent des atomes géants circulaires de Rydberg pour l'étude d'aspects fondamentaux et appliqués de la physique quantique. Ceci nécessite un contrôle de haut niveau des champs électriques et magnétiques (lasers, micro-ondes,…

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Table optique pour la manipulation d'atomes de Rydberg
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Inspection des détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière

Inspection des détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière. L'équipe à laquelle appartient cette scientifique utilise une source d'ions accélérés pour simuler les particules des vents stellaires issus des étoiles et ainsi étudier en laboratoire leur interaction avec des molécules d’intérêt astrophysique qui peuvent être fortement modifiées.

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Inspection des détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière
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Inspection des détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière

Inspection des détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière. L'équipe à laquelle appartient cette scientifique utilise une source d'ions accélérés pour simuler les particules des vents stellaires issus des étoiles et ainsi étudier en laboratoire leur interaction avec des molécules d’intérêt astrophysique qui peuvent être fortement modifiées.

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Inspection des sources et détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière

Inspection des sources et détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière. L'équipe à laquelle appartiennent ces scientifiques utilise une source d'ions accélérés pour simuler les particules des vents stellaires issus des étoiles et ainsi étudier en laboratoire leur interaction avec des molécules d’intérêt astrophysique qui peuvent être fortement modifiées.

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Inspection des sources et détecteurs d'un montage expérimental de collisions ions-matière
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Source d’ions radiofréquence à confinement magnétique

Source d’ions radiofréquence à confinement magnétique, tête d’accélérateur 20 kilovolts. Les scientifiques utilisent une source d'ions accélérés pour simuler les particules des vents stellaires issus des étoiles et ainsi étudier en laboratoire leur interaction avec des molécules d’intérêt astrophysique qui peuvent être fortement modifiées.

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Source d’ions radiofréquence à confinement magnétique
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Réglage d'une table optique pour la manipulation d'atomes de Rydberg

Alignement et stabilisation du système laser sur une table optique. L'équipe à laquelle appartient ce scientifique manipule des atomes géants circulaires de Rydberg pour l'étude d'aspects fondamentaux et appliqués de la physique quantique. Ceci nécessite un contrôle de haut niveau des champs électriques et magnétiques (lasers, micro-ondes, radiofréquences). De plus, les expériences sont réalisées dans un cryostat offrant une isolation supplémentaire contre les champs parasites qui se couplent…

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Réglage d'une table optique pour la manipulation d'atomes de Rydberg
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Réglage de faisceaux laser à haute énergie pour la manipulation d'atomes de Rydberg

Réglage de faisceaux laser à haute énergie, qui seront ensuite focalisés dans un cryostat afin de refroidir et de piéger les atomes individuels dans le vide. L'équipe à laquelle appartient ce scientifique manipule des atomes géants circulaires de Rydberg pour l'étude d'aspects fondamentaux et appliqués de la physique quantique. Ceci nécessite un contrôle de haut niveau des champs électriques et magnétiques (lasers, micro-ondes, radiofréquences). De plus, les expériences sont réalisées dans un…

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Réglage de faisceaux laser à haute énergie pour la manipulation d'atomes de Rydberg
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Réglage d'une source laser pour l'interférométrie atomique

Réglage d'une source laser pour l'interférométrie atomique. Les scientifiques manipulent des nuages d’atomes ultra-froids, à des températures proches du zéro absolu. Dans ces conditions, les atomes se comportent comme des ondes obéissant à la mécanique quantique. En contrôlant ces ondes de matière, les scientifiques peuvent mesurer avec une très grande précision des constantes fondamentales et mieux comprendre les liens entre le monde quantique et la gravité.

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Réglage d'une source laser pour l'interférométrie atomique

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