15. Atomes à un électron
677
z
-1
0
+1
-1
0
+1
m g =0
m g =0
k
− k
G
G
B z
m e
m e
Fig. 15.4 – Niveaux Zeeman pour z<0 et z>0.
préférentiellement des photons de vecteur d’onde + k, et il est repoussé vers la
droite. L’action des deux faisceaux se traduit par l’existence de deux forces :
une force de viscosité −γMv e tu n ef o r c ed er a p p e l−κz
F = −γMv − κz
(15.76)
auxquelles s’ajoute une diffusion dans l’espace des impulsions. Non seulement
les atomes sont ralentis, mais ils sont aussi confinés par la force de rappel dans
la région z ≃ 0 : c’est le principe du piège magnéto-optique. En pratique, on
souhaite confiner les atomes dans les trois directions d’espace, et il faut donc
utiliser six faisceaux lasers polarisés (figure 15.5).
15.3.5 Fontaines atomiques
L’utilisation des atomes froids permet d’améliorer considérablement la précision des horloges atomiques. Comme nous l’avons vu au § 5.4.3, le temps de
parcours T entre les cavités est le temps d’interrogation effectif de l’atome,
et plus ce temps d’interrogation est long, plus précise sera l’horloge. Pour
des horloges atomiques standard utilisant des atomes sortant d’un four, nous
avons vu que la précision relative est de l’ordre de 10
−13 , soit une dérive d’une
seconde sur 300 000 ans. La distance L entre les cavités (figure 5.21) étant