GRAND PROJET longueur permettant la propagation sous vide de deux champs résonants horizontaux interrogeant simultanément trois interféromètres atomiques placés régulièrement le long du dispositif. Le système à vide est majoritairement composé de sections de 6 m de long et d ' un diamètre de 50 cm interconnectées par des joints métalliques ultra vides(( d) Fig. 1)). Deux tours à vide placées aux extrémités du système permettent d ' accommoder les optiques des cavités ainsi qu ' une partie du système optique d ' injection et de contrôle des résonateurs( cylindres verticaux sur les détails( a) et( c) Fig. 1). Chaque interféromètre atomique est basé sur l ' utilisation d ' une source de Rb [ 5 ] refroidie au niveau du μK qui est interrogée et manipulée par un processus de diffraction de Bragg sur les champs en cavité circulant dans l ' enceinte à vide de l ' antenne. Dans la géométrie de MIGA, une mesure différentielle entre deux interféromètres atomiques corrélés par la cavité permet d ' extraire le déphasage induit par les ondes gravitationnelles sur le champ résonant. En comparaison avec la technologie actuelle de détecteurs basés sur des interféromètres optiques, ce sont ici les sources d ' atomes froids qui constituent les « masses de test » dont on mesure la distance relative et non plus les miroirs de la cavité. Il en résulte un avantage potentiel pour la détection des OGs dans le domaine des infrasons: l ' utilisation de masses de test en chute libre pendant la séquence de mesure offre une immunité très forte aux vibrations du sol. De plus, en utilisant une série d ' interféromètres répartis le long de la cavité optique, il devient possible d ' utiliser non seulement deux masses de test, mais un réseau de masses de test afin d ' extraire le signal d ' OG. Il a été démontré [ 4 ] que cette particularité peut permettre de réduire l ' influence des fluctuations du champ de gravité Terrestre, appelé « bruit Newtonien » sur la mesure, ce qui constitue un autre avantage pouvant être décisif
FONCTIONNEMENT DES SOURCES D’ ATOMES FROIDS ET D’ UN CYCLE DE MESURE
( gauche) schéma d ' un interféromètre atomique de MIGA monté sur le tube ultra-vide de 150 m. Une source d ' atomes froids de 87Rb est obtenue en utilisant une combinaison de MOT 2D et 3D. Après piégeage et refroidissement, les atomes sont lancés sur une trajectoire parabolique( rouge) et entrent dans la zone interférométrique où ils sont manipulés par deux faisceaux en cavité( mauve). Des faisceaux laser dans la zone intermédiaire permettent de préparer les atomes dans le bon état quantique à la montée et de réaliser la mesure du déphasage en sortie de l ' interféromètre.( droite) L’ interféromètre est réalisé par trois impulsions dans lesquelles les paquets d’ ondes atomiques sont diffractés dans le régime dit de Bragg. Le déphasage en sortie de l’ interféromètre dépend alors de l’ accélération horizontale des atomes par rapport aux deux ondes stationnaires. Les trois interféromètres partageant les mêmes faisceaux lasers, les mesures différentielles sont immunes aux vibrations mécaniques des optiques les supportant. Extrait de la Ref [ 3 ].
pour la détection d ' OG dans le domaine des infrasons. L ' antenne gravitationnelle MIGA ouvre également de nouvelles possibilités pour les Géosciences. L ' utilisation de réseaux de capteurs quantiques corrélés permettant d’ envisager la détection de défauts gravitationnels dans le sous-sol avec une précision inégalée. La sensibilité initiale de MIGA, permettra ainsi de résoudre le signal gravitationnel d’ une masse d’ une Tonne à une distance de 100 m. De plus, en utilisant des mesures différentielles combinant les signaux de différentes masses de test d’ un même réseau, il devient possible de mesurer non seulement le gradient mais également des moments d’ ordres supérieurs de la gravité afin de reconstruire les variations tridimensionnelles du champ gravitationnel local.
Réalisation de MIGA au LSBB
Un important travail préparatoire d’ une dizaine d’ années a permis de développer les différents sous-systèmes de l’ antenne grâce à une étroite collaboration entre de nombreux partenaires académiques et industriels. Une des pièces centrale de l’ expérience, les sources d’ atomes froids de Rb, a ainsi été réalisée en collaboration avec le laboratoire LTE. Ce système( voir figure 1-droite) se base sur des techniques de refroidissement d’ atomes par laser afin de produire toutes les secondes environ un nuage de 10 9 atomes de Rb refroidis à une température de quelques µ K. Après un cycle de piégeage et refroidissement, les atomes sont lancés sur une trajectoire parabolique en direction des faisceaux d’ interrogation circulant dans
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