Laboratoire Kastler Brossel (LKB)

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http://www.lkb.upmc.fr Catégorie : Institut de recherche ou de métrologie

Activités Temps-Fréquence :

Effectif : 34dont : 17 permanents, 17 non-permanents

PARIS, France

Le laboratoire Kastler Brossel est l'un des leaders mondiaux dans le domaine de la physique quantique, couvrant un grand nombre de sujets allant des tests fondamentaux aux applications. Ses activités de recherche couvrent différents aspects, concepts et systèmes : les gaz quantiques ultrafroids basés sur les atomes froids ou sur les condensats de Bose Einstein, l'information quantique, les atomes et la lumière dans les milieux denses ou complexes, les tests des interactions fondamentales et la métrologie.
Les activités temps-fréquence s'inscrivent naturellement dans la thématique centrale des recherches du laboratoire (étudier le comportement quantique des atomes et du champ électromagnétique). Ces activités sont présentes dans plusieurs groupes de recherche soit pour du développement de nouveaux outils/concepts, soit pour des mesures de constantes fondamentales, soit pour réaliser des tests fondamentaux de la physique. Ainsi, des expériences sont menées au laboratoire Kastler Brossel pour :
- réaliser des micro-horloges à atomes froids sur puce en collaboration avec le laboratoire SYRTE,
- déterminer plusieurs constantes fondamentales de la physique et réaliser des tests des calculs d'électrodynamique quantique parmi les meilleurs par spectroscopie à haute résolution de l'atome d'hydrogène (constante de Rydberg, rayon du proton), par mesure de l'effet recul lorsqu'un atome de rubidium absorbe un photon (constante de structure fine) et par spectroscopie haute résolution de l'ion moléculaire H2+ (rapport de la masse de l'électron à celle du proton),
- participer à la mission d'horloge dans l'espace ACES/PHARAO afin de tester le décalage gravitationnel des horloges prévu par A. Einstein, chercher une variation temporelle des constantes fondamentales et tester de nouvelles applications en géodésie et en navigation à l'aide d'une horloge à atomes froids en micro-gravité,
- participer à la collaboration VIRGO afin de détecter des ondes gravitationnelles et améliorer la sensibilité des futurs interféromètres en étudiant la contribution des effets de pression de radiation et en utilisant de nouvelles sources lasers à bruit comprimé,
- étudier l'intrication de plusieurs objets dans des ensembles atomiques pour améliorer la précision des horloges optiques en collaboration avec le SYRTE.

Contribution à :
VIRGO collaboration
GBAR collaboration
CREMA collaboration

Collaborations à l'international :
Refimeve
VU Amsterdam
Mainz Universität
Paul Scherrer Institut
CERN

Crédit photo : Hubert RAGUET / LKB / FIRST-TF / CNRS Photothèque.

Expertise :

Oscillateurs
- Oscillateurs et synthèse RF et micro-onde
  - Technologies MEMS• Micro et nano-fabrications de résonateurs optomécaniques
- Oscillateurs optiques, lasers
  - Lasers asservis sur cavité Fabry-Pérot• Asservissement sur cavité Fabry-Perot de haute finesse
  - Lasers asservis sur raie atomique ou moléculaire• Diode laser stabilisée sur la transition à deux photons 5S-5D du Rubidium Rb à 778 nm
    Laser visible stabilisé sur des raies de l'iode I2
    Lasers infrarouge à dioxyde de carbone CO2 stabilisés sur l'acide formique CH2O2
  - Peignes de fréquence• Utilisateur de peigne de fréquence Menlo
  - Sources laser• Source laser continue à 205 nm
    Source laser continue à 313 nm
    Source laser à bruit comprimé
    Laser à cascade quantique asservis en phase
Références atomiques
- Horloges micro-ondes et sous-systèmes associés
  - Atomes froids• Micro horloge à atomes froids sur pucehorloge à atomes froids spatiale
Méthodes spécifiques de métrologie temps-fréquence
- Étude des bruits
  - Bruit de phase, PLL• Contrôle de bruit de phase induit par une fibre optique et dans un laser
  - Bruit d'intensité• Sources laser à bruit comprimé
  - Stabilité court à long terme• Réduction du bruit de lecture en dessous du bruit de projection quantique par compression de spin
- Étude des effets systématiques, Exactitude, Étalonnage
  - Effets systématiques dans l'interaction atome-rayonnement• Effets systématiques liés aux interactions atomiques et aux distorsions du front d'onde dans un interféromètre atomique.
- Spectroscopie à ultra-haute résolution
  - Spectroscopie atomique• Spectroscopie haute résolution de l'atome d'hydrogène
    Spectroscopie d'atomes exotiques
  - Spectroscopie moléculaire• Spectroscopie de l'ion moléculaire H2+
Techniques pour la métrologie temps-fréquence et applications
- Électronique
  - Électronique numérique• Détection synchrone, générateur de signaux utilisant les modules Red Pytaya
- Techniques de refroidissement ou piégeage
  - Refroidissement, piégeage d'atomes• Manipulation d'atomes froids (transport d'atomes dans un réseau optique)
    Manipulation d'atomes froids dans une fibre à cœur creux (thématique en perspective)
    Refroidissement et piégeage d'atomes alcalins
    Refroidissement évaporatif et condensation de Bose-Einstein. superfluidité des bosons et des fermions
  - Ions piégés• Développement de pièges à ions pour spectrosocopie haute résolution et tests fondamentaux
    Refroidissement laser de Be+
- Techniques d'interférométrie
  - Techniques d'interférométrie atomique• Capteur de vitesse fondé sur l'interférométrie atomique
    Séparatrice atomique à grand transfert d'impulsions
    Transitions à deux photons sélectives en vitesse
    Oscillations de Bloch
  - Techniques d'interférométrie optique• Mesure de longueur d'onde à l'aide d'interferomètre de Fabry-Perot
- Capteurs
  - Capteurs inertiels atomiques• Gravimètre compact dans un réseau optique accéléré

Secteurs Connectés :

Science fondamentale
- Métrologie fondamentale• Détermination de constantes fondamentales de la physique (constante de Rydberg, constante de structure fine, rapport de la masse de l'électron à celle du proton)
- Tests des lois fondamentales de la physique• Tests de l'electrodynamique quantique
  Recherche d'une cinquième force
- Astronomie, astrophysique (radioastronomie, VLBI, détecteurs d'ondes gravitationnelles)• Membre de la collaboration VIRGO
Positionnement et navigation
- Positionnement par satellite, GNSS• Test de la gravité / relativité
- Suivi des sondes dans le système solaire• Test de la gravité / relativité
Environnement et santé
- Géosciences (géodésie, géophysique)• Gravimetre compact

Réseau FIRST-TF

Contact(s) FIRST-TF :