Gaz bidimensionnel de Bosons ultrafroids<br />Nouvelle expérience de condensation de Bose-Einstein

This thesis manuscript is divided into two parts. The first one presents the recent results concerning bidimensional (2D) Bose gases. In a homogenous and interacting 2D Bose gas, even there is no Bose-Einstein condensate at finite temperature, a transition between a normal phase and a superfluid phase was predicted by Berezinskii, Kosterlitz, and Thouless. Our experience consisted in studying this transition for an atomic gas in a harmonic trap. For this purpose, we cut a tridimensional Bose-Einstein condensate into two independent 2D clouds. We studied both the loss of quasi-coherence in the system above a critical temperature and the proliferation of free vortices resulting from the breaking of the vortex/antivortex pairs present in the quasi-coherent phase. The coincidence between these two phenomena is typical of the transition predicted by Kosterlitz and Thouless. The second part concerns the conception and the building of a new experimental system of Bose-Einstein condensation. The experience over the last ten years, since the production of the first condensate of cold atoms was used to build a simple and robust apparatus. The main particularity of this system is the implementation of a magnetic transport allowing the atoms to travel between the two distinctive chambers, the second one allowing a good optical access.Ce mémoire de thèse est composé de deux parties. La première présente les récents résultats concernant les gaz de Bose bidimensionnels (2D). Dans un gaz de Bose 2D homogène avec interactions, malgré l'absence de condensat de Bose-Einstein à température non nulle, une transition entre une phase normale et une phase superfluide a été prédite par Berezinskii, Kosterlitz et Thouless. Notre expérience a consisté à étudier cette transition pour un gaz d'atomes dans un piège harmonique. Pour cela, nous avons coupé un condensat de Bose-Einstein tridimensionnel en deux nuages 2D indépendants. Nous avons étudié à la fois la perte de la quasi-cohérence du système au dessus d'une température critique et la prolifération de vortex libres issus de la brisure des paires vortex/antivortex présentes dans la phase quasi-cohérente. La coïncidence entre ces deux phénomènes est typique de la transition prévue par Kosterlitz et Thouless. La seconde partie concerne la conception et la réalisation d'une nouvelle expérience de condensation de Bose-Einstein. Les dix années d'expérience depuis la création du premier condensat d'atomes froids ont été mises à profit pour construire un montage simple et robuste. La particularité principale de ce montage est la mise en œuvre d'un transport magnétique permettant aux atomes de voyager entre deux chambres distinctes, la seconde autorisant un excellent accès optique