Programme des cours 2015-2016
PHYS2027-2  
Atomes ultrafroids et condensats de Bose-Einstein
Durée :
25h Th
Nombre de crédits :
Master en sciences physiques, à finalité4
Master en sciences physiques, à finalité4
Master en sciences physiques, à finalité4
Master en sciences physiques, à finalité4
Master en sciences physiques4
Nom du professeur :
Peter Schlagheck
Langue(s) du cours :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au deuxième quadrimestre
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus du cours :
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
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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.
Savoirs et compétences prérequis :
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).
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Ce cours sera donné "ex cathedra" au tableau, en combinaison avec la présentation des transparents
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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)
Modalités d'évaluation et critères :
L'évaluation sera effectuée par un examen oral individuel à 30 minutes sur le contenu du cours.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :
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
Notes en ligne :
Bosons et fermions
3 particules quantiques non discernables dans 3 états
calcul de la chaleur spécifique
calcul de la chaleur spécifique pour un gaz de bosons sans interaction confinés dans un potentiel harmonique
Chaleur spécifique dans l'espace libre
chaleur spécifique d'un gaz de bosons dans l'espace libre en fonction de la température
Chaleur specifique dans un oscillateur harmonique
chaleur specifique d'un gaz de bosons dans un oscillateur harmonique en fonction de la température
effet Zeeman pour 87Rb
effet Zeeman des états hyperfins de 87Rb en fonction du champs magnétique
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
fonctions d'onde d'un potentiel Lennard-Jones
fonctions propres continues d'un potentiel Lennard-Jones pour de différentes profondeurs du potentiel
gaz de bosons en 1, 2 et 3 dimensions
courbes à N constant dans le diagramme \mu-T
La fonction de Bose
graphes de la fonction de Bose g_p(z) pour de différents p
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
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
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
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