Collective Spin Modes of a Trapped Quantum Ferrofluid

L’équipe Gaz Quantiques dipolaires au LPL ont obtenu un résultat scientifique important qui a été publié le 5 Juillet dans Physical Review Letters. L’équipe a rapporté l’observation d’un mode d’essorage collectif dans un condensat Bose-Einstein de spineur. Au départ, tous les spins pointent perpendiculairement au champ magnétique externe. Le mode d’énergie le plus bas consiste en une oscillation sinusoïdale du spin local autour de son axe d’origine, avec une amplitude d’oscillation qui dépend linéairement des coordonnées spatiales. La fréquence de l’oscillation est réglée par l’énergie cinétique de point zéro du BEC. Les observations sont en excellent accord avec les équations hydrodynamiques. Le mode de spin observé a un caractère universel, indépendamment du spin atomique et des interactions de contact dépendant de spin.

Pour lire l’article complet cliquez ici

Auteurs

S. Lepoutre, L. Gabardos, K. Kechadi, P. Pedri, O Gorceix, E. Marcéchal, L. Vernac, et B Laburthe Tolra

Pour avoir plus d’information sur l’équipe et les auteurs de l’article cliquez ici

Vous trouvez des échos sur ce beau travail dans Physics World ici

(a) A BEC is initially polarized perpendicular to the external magnetic field. Spin collective modes are excited by a magnetic field inhomogeneities (generated by several coils, two of them being sketched). In the rotating frame, these modes correspond to spins oscillating around their initial direction (and not around the inhomogeneous field) with an amplitude which linearly depends (in this figure) on the position $x$ . The mode is analyzed after separation of the spin components by a Stern-Gerlach procedure [which produces absorption images such as the one shown in (b)]. From the absorption pictures, we extract (c) the dynamics of the population in the different Zeeman states $p_{m}$ (for clarity, only $m_{s} = 0$ and $m_{s} = - 3$ are shown), as well as (d) the separation $δ$ between the Zeeman states, which is associated to the in situ spin flux. Solid lines are fits by a damped sinusoid (top), and fits by a sum of two sinusoids (bottom). Here $g μ_{B} b / h = 30.1 MHz / m$ . In (c) and (d) data points are averages over 10 realizations, while error bars are standard deviations, dominated by technical noise in the imaging procedure.