Des scientifiques de l'Institut de Shanghai d'Optique et de Mécanismes Fins (SIOM) de l'Académie des Sciences de Chine (CAS), ont annoncé le développement, avec succès, d'un dispositif de puce à atomes permettant d'obtenir une condensation Bose-Einstein (BEC), une étape essentielle pour la recherche sur les atomes ultra-froids et les technologies de stockage quantique de l'information.
Bien que des scientifiques d'autres pays comme les Etats-Unis, la France et l'Allemagne ont déjà réalisé des puces à atomes BEC, les chercheurs chinois sont les deuxièmes à mettre en oeuvre ce dispositif en Asie, après le Japon. Soutenu par le Programme de Recherche Fondamentale National, ce travail a été dirigé par le Pr. Wang Yuzhu, membre de la CAS, et accompli par le groupe des films minces atomiques du laboratoire d'Optique Quantique (SIOM). Selon le Pr. Wang, une BEC est un état de la matière pour lequel les atomes sont refroidis à des températures proches du zéro absolu (0K, environ -373°C ou -459°F). Sous ces conditions, une grande partie des atomes se trouvent dans leur état quantique de plus basse énergie (fondamental), et l'effet quantique va devenir apparent à l'échelle macroscopique. Prédit dans les années 1920 par les physiciens S. Bose et A. Einstein, ce phénomène a été observé en 1995 pour la première fois. Aujourd'hui, la BEC est le sujet d'intenses études théoriques et expérimentales, impliquant de larges domaines d'applications sur les standards de fréquence des atomes, les interféromètres atomiques, ainsi que sur le stockage et le traitement de l'information quantique.
Etant donné que les appareils nécessaires à la préparation des BEC sont souvent coûteux et encombrants, les scientifiques se tournent vers des instruments expérimentaux moins chers et moins volumineux. Grâce aux nouvelles technologies de fabrication des semi-conducteurs et des microsystèmes électromécaniques (MEMS), certains chercheurs peuvent maintenant intégrer des dispositifs magnétiques et optiques sur un film mince en silicium. Quand un courant électrique de surface induit un champ magnétique sur la puce, les atomes sont prisonniers et graduellement refroidis à des températures extrêmement basses. La BEC sur une telle puce n'est pas seulement plus stable et plus facile à réaliser, elle peut également accomplir des fonctions que les équipements classiques ne peuvent pas effectuer.
Depuis sa création en 2003, le groupe de la CAS a installé en Chine le premier système expérimental pour l'étude optique et électromécanique des puces atomiques, qui comprend un système à ultra-vide, un système optique, un dispositif laser à fréquence stable, un champ magnétique externe, ainsi que des installations d'imagerie et d'informatique de haute résolution, afin de pouvoir effectuer ces recherches sur les atomes ultra-froids. Le dispositif initial inclut aussi un film mince atomique capable de combiner un piège magnétostatique avec un piège caractérisé par une fréquence élevée. Cette équipe a ensuite joint ses efforts à ceux des scientifiques de l'Université Zhejiang, pour préparer, avec succès, cette première puce atomique chinoise. Avec ces films minces, les chercheurs ont pu réaliser des séries d'expériences innovantes, telles que le refroidissement de gaz atomiques par laser ou par évaporation de surface, des pièges magnéto-optiques, des guides d'ondes atomiques, et la dispersion de nuages d'atomes ultra-froids. Ils ont finalement réussi à refroidir des atomes jusqu'à 300nK (nanoKelvin), stade auquel la transition de phase vers la BEC a été obtenue.
