27/01/2025

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Production and stabilization of a spin mixture of ultracold dipolar Bose gases

Des chercheurs de l’équipe BEC du Laboratoire Kastler-Brossel, au Collège de France, ont publié un article dans la revue Physical Review Letters.

  • Maxime LECOMTE
  • Alexandre JOURNEAUX
  • Julie VESCHAMBRE
  • Jean DALIBARD
  • Raphael LOPES

Les mélanges dipolaires binaires recèlent un grand potentiel pour la réalisation de phases quantiques exotiques, notamment les supersolides — des états de la matière qui combinent ordre cristallin et superfluidité. Dans ce travail, nous démontrons la création et la stabilisation d’un mélange binaire d’atomes de dysprosium ultra-froids dans différents états internes, avec une suppression spectaculaire de la relaxation dipolaire inélastique de deux ordres de grandeur par rapport à la loi du seuil de Wigner. Cette stabilité accrue a permis la première estimation des propriétés de diffusion élastique du mélange. Ces résultats ouvrent la voie à l’étude de la supersolidité et d’autres phases fortement corrélées dans les gaz dipolaires binaires.

© Raphael Lopes, LKB, Collège de France

Représentation schématique du protocole expérimental. À gauche : deux faisceaux laser horizontaux (Raman 1 et Raman 2) induisent une transition Raman entre les sous-niveaux de Zeeman les plus proches. Le faisceau laser vertical induit un décalage de lumière dépendant du spin, ce qui nous permet de coupler de manière sélective les deux sous-niveaux de Zeeman les plus bas en énergie. Panneau de droite : images d’absorption de condensats de Bose-Einstein dans différents états internes, capturées après expansion par temps de vol (TOF) en présence d’un gradient de champ magnétique. L’image d’absorption la plus à droite correspond à une préparation de BEC dans |−7⟩ avec une pureté >95 %. Les lignes pointillées servent de repères visuels pour la position spatiale des atomes dans les états |−8⟩, |−7⟩ et |−6⟩.