La physique moléculaire ultrafroide en microgravité, dans un environnement spatial, offre de nouvelles perspectives passionnantes pour explorer de nouveaux régimes de physique moléculaire à très basse énergie, offrant ainsi la possibilité de concevoir de nouveaux types d’interféromètres à ondes de matière. Ces avancées sont cruciales pour les mesures de précision en physique fondamentale et en physique des systèmes à N-corps [1]. En effet, l’émergence du refroidissement et du piégeage d’atomes par laser, suivis de la création de condensats de Bose-Einstein, a ouvert la voie à une nouvelle classe de systèmes quantiques ultrafroids extrêmement prometteurs pour les technologies quantiques, puisqu’ils permettent un degré de contrôle sans précédent des potentiels externes qui leurs sont imposés, mais aussi des interactions interatomiques grâce à l’existence de résonances de Feshbach.
Si les molécules sont des entités quantiques plus complexes que les atomes, c’est précisément là que réside leur potentiel, notamment avec les molécules de Feshbach [2]. Ces molécules, caractérisées par leur grande taille et leur faible liaison, offrent des opportunités uniques pour le contrôle quantique. Ces dernières années, l’intérêt pour la production de gaz ultrafroids en microgravité a considérablement augmenté, motivé par les avantages qu’offre l’espace pour surmonter les limitations terrestres, comme le démontre le Cold Atom Lab (CAL) de la NASA à bord de la station spatiale internationale [3] par exemple.
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Ces études théoriques sont, entre autres, menées en collaboration avec des équipes expérimentales de l’université de Hanovre (Allemagne) [3] et de l’université Sorbonne Paris-Nord (France) [4].
[1] M. S. Safronova et al, Search for new physics…, Rev. Mod. Phys. 90, 025008 (2018).
[2] C. Chin et al, Feshbach resonances in ultracold gases, Rev. Mod. Phys. 82, 1225 (2010).
[3] E. R. Elliott et al, Quantum gas mixtures and dual-species…, Nature 623, 502 (2023).
[4] C. Garcion et al, Quantum description of atomic diffraction…, Phys. Rev. Res., 6, 023165 (2024).