Thèse soutenue

Corrélations et symétries dans les gaz d'atomes ultrafroids à une dimension

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Auteur / Autrice : Gianni Aupetit--Diallo
Direction : Patrizia VignoloMathias Albert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 08/12/2023
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Physique de Nice
Jury : Président / Présidente : Mathilde Hugbart
Examinateurs / Examinatrices : Patrizia Vignolo, Mathias Albert, Mathilde Hugbart, Maxim Olshanii, Sylvain Capponi, Isabelle Bouchoule, Ovidiu Pâţu
Rapporteurs / Rapporteuses : Maxim Olshanii, Sylvain Capponi

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Nous avons mené une étude analytique et numérique d'observables pour les mélanges unidimensionnels de spins atomiques ultrafroids avec interaction de contact entre les atomes. Ces particules peuvent être des bosons, des fermions ou une combinaison des deux. L'accent a été mis sur l'étude des régimes de forte répulsion pour leurs caractéristiques de fortes corrélations. En outre, nous avons exploré en profondeur les propriétés de symétrie des systèmes correspondants. Nous avons d'abord analysé les propriétés de corrélation de gaz atomiques ultra froids piégés dans un potentiel en forme de boîte. Nous avons examiné à la fois le cas de particules identiques et celui, plus complexes, de mélanges de spins. Nos résultats démontrent que les parois rigides du piège ont un impact significatif sur la queue de la distribution des impulsions. Plus précisément, nous avons observé que la discontinuité du piège entraîne une brisure de la relation de Tan. En conséquence, la queue de la distribution de impulsions présente des oscillations que nous avons utilisée pour proposer une méthode expérimentale permettant de déterminer l'état d'un mélange de spins bosoniques. En parallèle, nous avons considéré un modèle de mélange de spins qui brise la symétrie du système. Grâce a l'analyse conjointes des corrélations et de la symétrie, nous avons montré que même une légère brisure de symétrie a un effet considérable sur la cohérence à longue distance du système. De plus, nous avons fourni un protocole expérimental pour la réalisation d'un tel système. Nous suggérons ainsi que de nouveaux états physiques peuvent être conçus pour encoder de l’information dans le système. Enfin, nous avons abordé un système plus complexe de mélanges bosoniques piégés en forme d'anneau avec un champ de jauge artificiel généré par l'application d'un flux. Nous avons pu obtenir la solution exacte pour des mélanges équilibrés ainsi que le spectre correspondant. Grâce à l'analyse de symétrie, nous avons attribué une symétrie bien définie à chaque partie du spectre, permettant une compréhension plus profonde du système. Cette étude constitue un pas en avant vers des montages expérimentaux permettant de sélectionner un état de symétrie du mélange de spin choisi.