Résumé de la thèse
Ces travaux détaillent les premiers résultats expérimentaux du projet d'horloge à réseau optique de mercure neutre obtenus au LNE-SYRTE. Ainsi, le piégeage magnéto-optique du mercure a été obtenu, une source laser ultra-stable pour l’interrogation de la transition d’horloge a été développée et, pour la première fois au monde, la spectroscopie laser de la transition d’horloge a été étudiée. Cela a permis d'améliorer de plus de quatre ordres de grandeur, la connaissance de la fréquence de cette transition.
Une des premières étapes a consisté à réaliser la source laser de refroidissement de plusieurs centaines de milliwatts de puissance continue. Cette source laser de longueur d'onde 253,7 nm, correspondant à la transition 1S0–3P1, est stabilisée en fréquence.
En employant cette source laser de refroidissement, un piège magnéto-optique de mercure neutre fondé sur une présélection par un piège magnéto-optique à deux dimensions, a été obtenu, pour plusieurs isotopes.
A partir des atomes piégés dans le piège magnéto-optique, la spectroscopie laser de la transition l'horloge 1S0–3P0 à 265,5 nm des isotopes fermioniques du mercure, a été réalisée pour la première fois au monde. Cette spectroscopie de la transition d’horloge a été réalisée avec une source laser ultra-stable à 265,5 nm.
La comparaison de cette source avec un second système laser ultra-stable similaire, fonctionnant à 1 062,5 nm, a montré une stabilité de fréquence de 8·10–16 à 1 s de temps de mesure. Ainsi, ces résultats démontrent la faisabilité d'une horloge à réseau optique de haute performance utilisant l’atome de mercure neutre.