Hydrodynamique généralisée de gaz de solitons optiques

Generalised hydrodynamics of optical soliton gases

• Auteur / Autrice : Elias Charnay
• Direction : Pierre Suret
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Milieux dilués et optique fondamentale
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique des Lasers, Atomes et Molécules
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Dynamique des systèmes complexes

Mots clés

Mots clés libres

Systèmes intégrables

Solitons

Physique statistique

Optique non-linéaire

Integrable systems

Solitons

Statistical physics

Nonlinear optics

Résumé

Le sujet de cette thèse interdisciplinaire se situe à l'interface de plusieurs problématiques fondamentales de Physique (solitons et hydrodynamique généralisée) et de mathématiques (systèmes intégrables et «inverse scattering transform »). L'hydrodynamique généralisée est un champ de recherche très récent (2016) qui correspond à une thermodynamique statistique des systèmes intégrables. Cette théorie introduit un ensemble de Gibbs généralisé qui prend en compte l'ensemble (infini) des constantes du mouvement d'un système intégrable et permet de calculer par exemple l'entropie, l'énergie libre et les fluctuations d'un système d'ondes non linéaires. L'objectif de la thèse est de développer des expériences d'optique fibrée afin de mesurer les fluctuations prédites par l'hydrodynamique généralisée et d'observer la thermalisation d'un gaz de solitons. Nous développerons la théorie d'hydrodynamique généralisée dans l'équation de Schrödinger Non-Linéaire et mesurerons les corrélations hydrodynamiques dans une boucle de recirculation fibrée

The topics of this interdisciplinary PhD is located at the interface between several fundamental problems of physics (solitons and generalised hydrodynamics) and of mathematics (integrable systems and ''inverse scattering transform''). Generalised hydrodynamics is a very recent research field (2016) aiming to extend statistical thermodynamics to integrable systems. This theory introduces a generalised Gibbs ensemble which includes the (infinite) set of constants of motion of integrable systems and provides in particular derivations of the entropy, of the free energy and of the fluctuations of a system of nonlinear waves. This PhD thesis objective will be to develop fibre optics experiments to measure fluctuations predicted by generalised hydrodynamics and to observe the soliton gas thermalisation. We will develop the generalised hydrodynamics theory of the Nonlinear Schrödinger Equation and will measure hydrodynamic correlations in a recirculating fibre loop