Les trois percées théoriques réalisées par A. Einstein en 1905 ont constitué des révolutions conceptuelles majeures. Elles ont aussi permis l’exploration de domaines scientifiques nouveaux avec des inventions qui ont envahi notre vie quotidienne comme l’énergie nucléaire, le laser ou le positionnement par satellite.
Dans cet exposé, nous montrerons comment les quanta de lumière, les photons, peuvent refroidir des gaz d’atomes à une température de l’ordre de quelques nanokelvins et nous décrirons le phénomène de condensation de Bose-Einstein. Les condensats d’atomes et de molécules, qui sont les objets les plus froids dans notre univers, possèdent des propriétés remarquables qui doivent être décrites par les lois de la mécanique quantique.
Grâce à la manipulation d’atomes froids par laser, la mesure ultra-précise du temps a considérablement progressé ces dernières années. Avec des horloges au sol ou dans l’espace, une nouvelle génération d’expériences cherche à mettre en défaut la relativité générale d’Einstein par des tests de plus en plus précis.

Bibliographie

- Experiments with cold atoms, Poincaré Seminar 2003 on Bose-Einstein condensation, avec J. Dalibard, Birkhäuser Verlag.
- Les gaz de Fermions ultra-froids, Images de la physique 2005, CNRS, Paris, 2005.
- ultracold Fermi gases, avec F.Chevy, Physics World , 2005.

Pour en savoir plus

- Atoms, Quanta and Relativity, a Century after Einstein’s Miraculous Year, special issue of Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 2005.

Christophe Salomon, Directeur de Recherches au département de physique de l’École normale supérieure