Le gaz de Bose aux grandes longueurs de diffusion
Swann Piatecki (LPS)

Résumé

Cette thèse porte sur l’étude du gaz de Bose aux grandes longueurs de diffusion à
l’aide de simulations Monte-Carlo quantiques par intégrale de chemin. Dans un premier temps, ce type de simulation est présenté en l’illustrant par l’exemple du gaz de Bose libre. À l’aide d’une simulation Monte-Carlo quantique qui reproduit quantitativement à la fois des résultats expérimentaux et des prédictions théoriques, la physique du gaz de Bose est ensuite étudiée dans le régime où les interactions deviennent trop fortes pour que les théories de champ moyen s’appliquent.

La seconde partie de cette thèse concerne la situation où les interactions entre les bosons sont résonantes, appelée régime unitaire. Dans cette situation, bien que deux bosons ne puissent former un état lié, trois bosons peuvent former un état trimère. Cet effet contre-intuitif, fommí Effet Efimov, est décrit à l’aide à la fois d’arguments théoriques et d’une simulation Monte-Carlo quantique à trois bosons. Cette simulation sert ensuite de base à une simulation du gaz de Bose unitaire, qui reproduit des résultats théoriques à haute
température et prédit l’existence d’un liquide quantique à basse température, de la même origine physique que l’effet Efimov.