Oscillations de Rabi induites par un renversement du temps : un test de la cohérence d'une superposition quantique mésoscopique - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Induced quantum Rabi oscillation : a test of mesoscopic quantum coherence

Oscillations de Rabi induites par un renversement du temps : un test de la cohérence d'une superposition quantique mésoscopique

Tristan Meunier

Résumé

Cavity quantum electrodynamic studies an atom in interaction with a mode of the field. In resonance with a coherent mesoscopic field (quantum Rabi oscillation), the atom modifies deeply the field. It becomes entangled with two states with the same amplitude, but with different phases, creating a quantum mesoscopic superposition and implying collapse and revival of Rabi oscillation.
We present an experimental investigation of the intrication using circular Rydberg atoms and a superconducting micro-wave cavity. To know the field, we have developed a measure of the Q-function, applied to different states: one photon Fock state and coherent states. We have measured the distance between the two components created by Rabi oscillation. Unlike revival of Rabi oscillation, this measurement does not prove anything about coherence. We thus induced revival by a transformation of the state of the atom, similar to time reversal transformation, and obtained a proof of the creation of mesoscopic quantum superposition.
L'électrodynamique en cavité étudie un atome interagissant avec un mode du champ. A résonance avec un champ cohérent mésoscopique (oscillation de Rabi quantique), l'atome modifie profondément le champ. Il s'intrique avec deux états de même amplitude, de phases différentes, créant une superposition quantique mésoscopique et donnant lieu aux effondrements et résurgences des oscillations de Rabi.
Nous présentons une étude expérimentale de cette intrication avec un atome de Rydberg circulaire et une cavité micro-onde supraconductrice. Pour sonder le champ, nous avons développé une mesure de la fonction ‘Q', appliquée à différents états : état à un photon, état cohérent. Nous avons ainsi mesuré la distance entre les composantes de phase produites par l'oscillation de Rabi. Cette mesure, au contraire de l'observation des résurgences, ne prouve pas la cohérence de la superposition. Nous avons donc induit ces résurgences par une transformation de l'état atomique, se ramenant à un renversement du temps, et obtenu ainsi une preuve de la création de superpositions quantiques mésoscopiques.
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Dates et versions

tel-00011329 , version 1 (09-01-2006)

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  • HAL Id : tel-00011329 , version 1

Citer

Tristan Meunier. Oscillations de Rabi induites par un renversement du temps : un test de la cohérence d'une superposition quantique mésoscopique. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011329⟩
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