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| PHYS2027-2 | Atomes ultrafroids et condensats de Bose-Einstein
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| Durée : | 25h Th |
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| Nombre de crédits : |
| Master en sciences physiques, à finalité approfondie, 1re année | | 4 |
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| Master en sciences physiques, à finalité approfondie, 2e année | | 4 |
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| Master sciences physiques, à finalité didactique, 1re année | | 4 |
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| Master sciences physiques, à finalité didactique, 2e année | | 4 |
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| Master en sciences physiques, à finalité spécialisée en radiophysique médicale, 1re année | | 4 |
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| Master en sciences physiques, à finalité spécialisée en radiophysique médicale, 2e année | | 4 |
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| Master en sciences physiques | | 4 |
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| Nom du professeur : | Peter Schlagheck |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au deuxième quadrimestre |
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Contenus du cours :
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| Ce cours donne une introduction aux principes physiques de la condensation de Bose-Einstein et sa réalisation avec des atomes ultrafroids.
On discutera en particulier
- la physique quantique statistique
- la condensation de Bose-Einstein avec des particules sans interaction
- les atomes froids dans des pièges magnétiques et optiques
- l'interaction entre des atomes
- la théorie de champs moyen d'un condensat de Bose-Einstein avec interaction
- les excitations collectives dans un condensat
- la superfluidité |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| Le but du cours est de comprendre les principes de base derrière la condensation de Bose-Einstein avec des atomes ultrafroids de tel mésure qu'on soit capable d'apprécier des expériences actuelles dans ce domaine-là. En passant, ceci permet aussi d'approfondir les connaissances générales de la mécanique quantique avancée. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Un prérequis nécessaire pour ce cours est d'avoir des connaissances de base de la mécanique quantique.
Il est recommandé d'avoir suivi le cours "Mécanique quantique avancée", afin de mieux comprendre des sujets de la théorie quantique avancée dont on a besoin pour expliquer la condensation de Bose-Einstein avec des atomes ultrafroids (tel que la théorie à plusieurs particules ou la théorie de diffusion). |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Ce cours sera donné "ex cathedra" au tableau, en combinaison avec la présentation des transparents |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Littérature recommandée :
- K. Huang: "Statistical Mechanics" (John Wiley & Sons, 1963)
- C.J. Pethick & H. Smith: "Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases" (Cambridge University Press, 2002)
- L. Pitaevskii & S. Stringari: "Bose-Einstein Condensation" (Oxford University Press, 2003) |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| L'évaluation sera effectuée par un examen oral individuel à 30 minutes sur le contenu du cours. |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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Contacts :
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| Peter Schlagheck
Département de Physique
Université de Liège
IPNAS, bâtiment B15, local 0/125
Sart Tilman
4000 Liège
Tél : 04 366 9043
Email : Peter.Schlagheck@ulg.ac.be
http://www.pqs.ulg.ac.be |
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| Notes en ligne : |
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| Bosons et fermions |
| 3 particules quantiques non discernables dans 3 états |
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| calcul de la chaleur spécifique |
| calcul de la chaleur spécifique pour un gaz de bosons sans interaction confinés dans un potentiel harmonique |
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| Chaleur spécifique dans l'espace libre |
| chaleur spécifique d'un gaz de bosons dans l'espace libre en fonction de la température |
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| Chaleur specifique dans un oscillateur harmonique |
| chaleur specifique d'un gaz de bosons dans un oscillateur harmonique en fonction de la température |
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| effet Zeeman pour 87Rb |
| effet Zeeman des états hyperfins de 87Rb en fonction du champs magnétique |
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| énergie variationnelle d'un condensat de Bose-Einstein |
| énergie de l'état fondamental d'un condensat de Bose-Einstein dans un oscillateur harmonique isotrope en fonction du paramètre variationnel |
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| fonctions d'onde d'un potentiel Lennard-Jones |
| fonctions propres continues d'un potentiel Lennard-Jones pour de différentes profondeurs du potentiel |
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| gaz de bosons en 1, 2 et 3 dimensions |
| courbes à N constant dans le diagramme \mu-T |
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| Introduction |
| horaire et thématiques principales du cours |
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| La fonction de Bose |
| graphes de la fonction de Bose g_p(z) pour de différents p |
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| longueur de diffusion d'onde s dans un potentiel de Lennard-Jones |
| longueur de diffusion d'onde s dans un potentiel de Lennard-Jones en fonction de la profondeur du potentiel |
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| longueur de diffusion d'onde s dans un potentiel de puits |
| longueur de diffusion d'onde s dans un potentiel de boîte en fonction de la profondeur du puits |
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| spectre de Bogoliubov d'un condensat de Bose-Einstein en mouvement |
| Spectre de Bogoliubov d'un condesat de Bose-Einstein en mouvement pour de différentes vitesses v0 |
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| spectre de Bogoliubov d'un condensat de Bose-Einstein libre |
| relation de dispersion des modes de Bogoliubov d'un condensat de Bose-Einstein dans l'espace libre |
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