Vers la détection d’ondes gravitationnelles par interférométrie atomique en cavité : nouvelle géométries optiques et premier dispositif

Isabelle RIOU soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :
"Vers la détection d’ondes gravitationnelles par interférométrie atomique en cavité : nouvelle géométries optiques et premier dispositif"
et effectués au LP2N sous la direction de Philippe BOUYER.

Soutenance prévue le mardi 25 avril 2017 à 14h00
Lieu :   Institut d'Optique d'Aquitaine Rue François Mitterrand 33400 Talence 
salle Amphithéâtre 

Résumé :  
En septembre 2015, le détecteur LIGO a permis la première observation directe d'ondes gravitationnelles. Ce détecteur terrestre, tout comme le détecteur européen VIRGO, est basé sur des technologies purement optiques. Ces instruments sont extrêmement sensibles autour de 100 Hz mais ils sont limités en dessous de quelques dizaines de Hertz par différentes sources de bruit (bruit sismique, bruit newtonien...) qui ne sont pas distinguables de l'effet du passage d'une onde gravitationnelle. Le principe du projet MIGA (Matter wave – laser based Interferometer Gravitation Antenna) est de coupler un interféromètre optique avec plusieurs interféromètres atomiques séparés spatialement afin d'être sensible aux ondes gravitationnelles à plus basse fréquence (typiquement autour d'un Hertz). Les atomes froids sont lancé en configuration fontaine et sont séparés, réfléchis et recombinés par des impulsions laser effectuées dans une cavité optique de 300 m de long. Ces impulsions bénéficieront du gain optique intrinsèque au résonateur, leur permettant d'atteindre la puissance nécessaire à la réalisation de transitions de Bragg d'ordre élevé, augmentant ainsi la sensibilité des interféromètres atomiques. Chaque interféromètre mesure le champ gravitationnel local et les vibrations des miroirs. Le bruit sismique est donc rejeté dans le cas de mesures différentielles et en reconstruisant spatialement le champ gravitationnel, on pourra différencier le signal dû aux ondes gravitationnelles, qui est un pur gradient à l'échelle de l'instrument, du bruit newtonien qui a une signature spatiale. Les cavités de 300 m seront installées au LSBB (Laboratoire Souterrain Bas Bruit) à Rustrel, où l'antenne MIGA pourra bénéficier d'un environnement remarquablement calme. Cet instrument permettra de cartographier le champ gravitationnel du site, ce qui sera d'un grand intérêt pour l'étude géologique du massif karstique. Dans le cadre de ce projet, nous réalisons au LP2N une expérience préliminaire dont l'objectif est de générer un interféromètre de 87Rb en cavités en configuration de fontaine atomique. Cet instrument utilise une nouvelle architecture de résonateurs optiques demi-dégénérés afin de manipuler les atomes de façon cohérente avec des impulsions de Bragg.

Journée scientifique « GNSS et la science »

A ce workshop seront abordés les applications scientifiques (géodésie, déformations, météorologie, ionosphère, réflectométrie, physique fondamentale, relativité, échelles de temps…) ainsi que les problèmes associés à ces systèmes et à leur amélioration (références spatio-temporelles, horloges, traitement du signal, orbitographie précise, liens inter-satellites…)

Date limite d’inscription : 15 mai 2017

⇒ Information & inscriptions

Disparitions de trois grands scientifiques

Trois très grands scientifiques nous ont quittés ces dernières semaines :

Pierre Binetruy, chercheur théoricien et enseignant renommé en physique des hautes énergies, cosmologie, gravitation ; il a coordonné l’implication française dans les missions spatiales de détection des ondes gravitationnelles (LISA-Pathfinder, LISA) et s’est beaucoup impliqué dans l’enseignement, dont le MOOC « Gravité : du Big Bang aux trous noirs »                (http://first-tf.fr/wp-content/uploads/2017/04/in_memoriam_pierre-binetruy.pdf)

Bernard Guinot, qui a eu des contributions majeures dans la création et le développement d’échelles de temps, en particulier le Temps Atomique International (http://first-tf.fr/wp-content/uploads/2015/05/2017-Bernard-Guinot_notice_necro.pdf )

 Ron Drever, qui a eu des contributions essentielles dans les méthodes d’asservissement (méthode Pound-Drever-Hall), les tests de physique fondamentale (expérience Hughes-Drever), le développement de détecteurs d’ondes gravitationnelles (http://www.bbc.com/news/science-environment-39212305 )