Transition BKT et potentiels géométriques dans le gaz de Bose bidimensionnel
Marc Cheneau (LKB)

Infos Complémentaires

en salle de Conférence IV
Département de physique de l’ENS
24 rue Lhomond, Paris 5ème.

vendredi 3 juillet à 14h

« Résumé »

Le travail de thèse exposé porte sur le gaz de Bose bidimensionnel. La
première partie présente l’observation de la transition de
Berezinskii–Kosterlitz–Thouless dans un gaz de rubidium 87 ultra-froid,
confiné dans un piège mixte magnétique et optique. La localisation précise
du point critique et la confrontation des données expérimentales à un
modèle théorique permettent de clarifier le rôle de l’excitation résiduelle
du mouvement axial et l’influence du potentiel de confinement transverse. La
deuxième partie décrit le nouveau montage expérimental, sur lequel les
prochaines expériences auront lieu. Les premières observations réalisées
sur celui-ci concernent l’expansion libre à deux dimensions d’un gaz de
rubidium 87 bidimensionnel. Cette expansion se caractérise par une
invariance d’échelle, qui révèle la nature des interactions entre atomes.
La troisième partie illustre l’utilisation de potentiels géométriques dans
un gaz neutre ultra-froid afin de simuler l’action d’un champ magnétique
sur des particules chargées. Ces potentiels, associés à la notion de phase
de Berry, peuvent être générés par couplage des atomes à un champ laser.
Une proposition de réalisation expérimentale devant conduire à la
nucléation de vortex est détaillée.


« Abstract »

This defence is devoted to the two-dimensional Bose gas. The first
part reports on the observation of the Berezinskii–Kosterlitz–Thouless
transition in a rubidium 87 ultracold gas confined in a combined magnetic
and optical potential. The precise localisation of the critical point and
the comparison of the data with a theoretical model lead to a better
understanding of the role of both the transverse confining potential and
the residual excitation of the axial motion. The second part describes a
new experimental setup, with which the forthcoming experiments will be
performed. The first observations on this setup concern the free expansion
in two dimensions of a two-dimensional rubidium 87 gas. This expansion is
caracterised by a scaling low, which reveals the nature of the
interactions between atoms. The third part explains the use of geometric
potentials in a neutral ultracold gas to mimic the action of a magnetic
field on charged particles. One can generate these potentials, which are
associated with the concept of Berry phase, by coupling the atoms to a
laser field. A proposal for an experimental realisation is detailed, which
should lead to the nucleation of vortices.

en salle de Conférence IV
Département de physique de l’ENS
24 rue Lhomond, Paris 5ème.