Contrôle optique de l’interaction Casimir-Polder – LIGRINT

La force de Casimir-Polder (C.P) est due à l’interaction entre un atome et les fluctuations du champ électromagnétique du vide, qui sont modifiées par la présence d’une surface. Cette interaction atome-surface est l’interaction dominante à l’échelle nanométrique. Elle est donc omniprésente dans la recherche de nouvelles forces à courte portée et dans les dispositifs nanotechnologiques. Par exemple, cette force est en général attractive, ce qui induit des forces de frottement inopportunes dans les nanodispositifs. Trouver des moyens de contrôler cette interaction est donc capital. L’interaction de CP pouvant être modifiée grâce à un champ laser externe, l’objectif de ce projet est l’étude expérimentale de nouveaux mécanismes de contrôle optique de la force de C.P.

Pour explorer l’interaction atome-surface de C.P, notre équipe étudie la diffraction en transmission d’atomes à travers un nanoréseau (réseau avec des fentes de 100 nm de largeur). Quand les atomes passent ainsi à travers les fentes du nanoréseau, ils interagissent avec les barreaux de celui-ci via le potentiel de C.P pour des distances atome-surface comprises entre 10 et 50 nm. L’étude de cette figure de diffraction permet d’extraire des informations sur le potentiel de C.P. Dans le projet LIGRINT, nous proposons de mesurer précisément la force C.P et d’étudier le potentiel de C.P. induit par un laser. Notre approche nous permettra d’étudier le potentiel de C.P. induit par un laser et qui est issu du couplage entre l’atome avec le champ laser et le champ du vide. Cette étude nous amènera dans un deuxième temps à sonder la force de C.P pour les états excités de l’atome. En particulier, nous considérerons l'habillage de l'état fondamental attractif par un état excité répulsif avec un champ optique.

Pour explorer l’interaction atome-surface de C.P, notre équipe étudie la diffraction en transmission d’atomes à travers un nanoréseau (réseau avec des fentes de 100 nm de largeur). Quand les atomes passent ainsi à travers les fentes du nanoréseau, ils interagissent avec les barreaux de celui-ci via le potentiel de C.P pour des distances atome-surface comprises entre 10 et 50 nm. L’étude de cette figure de diffraction permet d’extraire des informations sur le potentiel de C.P. Cette approche nous a permis pour la première fois de distinguer le régime retardé du régime non retardé pour une distance atome-surface inférieure à 50 nm. L’idée du projet LIGRINT est d’utiliser un champ laser se propageant directement à l’intérieur du nanoréseau pour contrôler l’interaction de C.P. Tout d’abord, nous étudierons le potentiel de C.P. induit par un laser et qui est issu du couplage entre l’atome avec le champ laser et le champ du vide. Cette étude nous amènera dans un deuxième temps à sonder la force de C.P pour les états excités de l’atome. En particulier, nous considérerons l'habillage de l'état fondamental attractif par un état excité répulsif avec un champ optique.