Résumé de la thèse

La thèse porte sur le concept d’horloge à réseau optique à atomes de strontium tel qu’il est mis en œuvre sur un premier dispositif au LNE-SYRTE, sur les résultats expérimentaux obtenus avec cette horloge lors de la campagne de spectroscopie effectuée au début de la thèse sur le fermion 87Sr, et sur la mise en perspective avec les performances ultimes attendues. Cette évaluation à un niveau d’exactitude de 2,6×10–15 amène à justifier les motivations pour la conception d’une nouvelle horloge à réseau optique au strontium indépendante. Les étapes de la réalisation de cette nouvelle horloge sont ensuite détaillées, en insistant sur les améliorations apportées vis-à-vis de la première :

–       mise en place de l’enceinte à vide où le jet atomique est tour à tour éjecté du four, défléchi, ralenti puis capturé au niveau d’un piège magnéto-optique. L'étape de déflexion constitue une nouveauté qui contribue à l’amélioration des performances ; elle a fait l’objet d’une simulation numérique préalable validée par l’expérience ;

–       description du réseau optique où les atomes sont transférés et confinés par interaction dipolaire avec la démonstration de la possibilité de réaliser efficacement ce piégeage à l’aide uniquement de sources laser à semi-conducteur, moyennant la diminution des effets de chauffage paramétrique grâce à la stabilisation en amont du bruit de fréquence de cette source ;

–       le refroidissement des atomes piégés, leur interrogation à l’aide d’un nouveau laser ultra-stable, et la détection de la probabilité de transition d’horloge a conduit in fine à observer des premiers signaux de résonance atomique.

Enfin, les premières séries de comparaisons entre les deux horloges au strontium du laboratoire viennent conclure ce travail.