Interféromètre à atomes en chute libre
Cette thématique repose sur l'utilisation de séparatrices laser permettant de séparer puis de recombiner les paquets d'ondes atomiques de façon cohérente. Les expériences utilisent des atomes refroidis par lasers et des transitions Raman stimulées. Les atomes froids permettent d'augmenter le temps d'interrogation et donc la sensibilité des capteurs inertiels. Leur exactitude permet maintenant de dépasser celle des technologies standard. Les études en cours permettront d'atteindre des performances inégalées qui ouvriront des possibilités de tests de la physique fondamentale (test de la relativité, du modèle standard, détection d'ondes gravitationnelles...).
Le gyromètre a démontré la possibilité de mesurer l’ensemble des axes d’inertie (trois composantes de rotation et trois composantes d’accélération) sur le même appareil et avec des performances comparables à celles des technologies standards (gyromètres optiques et accéléromètres à masses mécaniques). La nouvelle expérience en cours d'étude permettra de les dépasser notablement et d'ouvrir des perpectives de tests de physique fondamantale.
L'utilisation de l'interférométrie atomique pour la mesure de Gravimétrie permet d'obtenir des capteurs au niveau de l'état de l'art. Un gravimètre absolu est développé dans le cadre du projet de balance du watt du Laboratoire National de Métrologie et d’Essai (LNE). Cet interféromètre a pour but de mesurer la gravité avec une exactitude relative au niveau de une partie par milliard. Les études en cours ont pour but de tester l’apport des sources atomiques ultra-froides à ce type de capteur.
La maturité technologique de ces interféromètres permet maintenant de développer des gravimètres compacts comme dans le projet Miniatom, qui trouveront de nombreuses applications notamment pour des mesures de terrain en géophysique.
L’expérience d’Interférométrie Cohérente pour l’Espace (ICE) a pour but de tester le principe d’équivalence de la chute des corps dans l’avion zéro-g CNES. L’expérience consiste en un double interféromètre utilisant simultanément deux espèces atomiques distinctes (Rb et K). Cette expérience est développée en collaboration avec le LCFIO de l’Institut d’Optique (Philippe Bouyer) et l’ONERA (Alexandre Bresson). Pour plus de renseignements sur l’expérience, contacter A. Landragin. Ces travaux contribuent à la proposition de mission STE-QUEST dans laquelle l'équipe est fortement impliquée. Ce projet a été présélectionné lors de l'appel COSMIC vison 2011 de l'ESA comme mission potentielle M3.
Projet MIGA a été sélectionné comme EQUIPEX en décembre 2011. Cet équipement d'excellence permettra d'étudier avec une nouvelle approche les fluctuations de gravité et les mesures de déformations de l'espace par les ondes gravitationnelles dans une gamme de fréquences du Hz au mHz et avec une précision inégalée. Il adresse donc en même temps des problématiques de géophysique et de test de physique fondamentale. Cet équipement sera basé sur l'utilisation d'interféromètres atomiques séparés d'une grande distance (650 m) et couplés via les faisceaux lasers réalisants les séparatrices, résonants dans une cavité optique.
SYRTE - Observatoire de Paris 61 - avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France