Simulating the dynamics of harmonically trapped Weyl particles with cold atoms

Résumé : Au cours de ma thèse, j’ai travaillé à la construction de l’expérience FERMIX, consacrée à l’étude d’un mélange de fermions (6Li-40K) à très basses températures où les effets quantiques sont prédominants. Nous présentons ici deux résultats principaux. Premièrement, nous avons développé une nouvelle méthode de refroidissement sub-Doppler qui tire parti de l’existence d’états noirs dans la raie optique D1. Cette mélasse grise permet d’atteindre une densité de l’espace des phases de 10^-4, la valeur la plus élevée rapportée dans la littérature pour le refroidissement laser simultané des deux espèces. Grâce à cette étape, nous avons pu réaliser un gaz fortement dégénéré de 3x10^5 atomes de 40K répartis dans deux états de spins, à une température de 62 nK, soit 17% de la température de Fermi. D’autre part, nous introduisons une transformation canonique pour montrer l’équivalence formelle entre le comportement de particules ultra-relativistes sans interactions (particules de Weyl) dans un potentiel harmonique et celui de fermions froids confinés dans un piège quadrupolaire. Nous étudions expérimentalement, numériquement et théoriquement la relaxation de tels systèmes vers un état stationnaire, non-Botlzmanien, caractérisé par des températures effectives fortement anisotropes. Cette analogie permet également d’interpréter des propriétés caractéristiques des particules relativistes. Ainsi, nous montrons que le paradoxe de Klein est analogue aux pertes Majorana. Pour finir, nous proposons une étude théorique des interactions médiées à longue distance par un système en dimensions mixtes. Ce système permettra l’étude directe des interactions médiées en mesurant la fréquence de battement entre deux nuages confinés dans les plans voisins d’un réseau optique.
Type de document :
Thèse
Quantum Physics [quant-ph]. Universite Pierre et Marie Curie, 2016. English
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Contributeur : Daniel Suchet <>
Soumis le : mercredi 2 novembre 2016 - 09:44:32
Dernière modification le : dimanche 10 septembre 2017 - 01:06:15
Document(s) archivé(s) le : vendredi 3 février 2017 - 12:35:11

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Daniel Suchet. Simulating the dynamics of harmonically trapped Weyl particles with cold atoms. Quantum Physics [quant-ph]. Universite Pierre et Marie Curie, 2016. English. 〈tel-01390499v1〉

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