Cours 2017
Fluides quantiques de basse dimension
et transition de Kosterlitz-Thouless
Amphithéâtre Marguerite de Navarre, 11 place Marcelin Berthelot, Paris 5ème
Les mercredis du 3 mai au 7 juin, cours à 9h30 et séminaire à 11h15
Que deviendraient les objets « ordonnés » de notre monde physique – cristaux, aimants, superfluides – si nous vivions dans un espace de dimension réduite, sur un plan par exemple ? L’analyse initiée par Peierls dans les années 30 a montré que les fluctuations thermiques et quantiques auraient alors une importance accrue ; elles empêcheraient ainsi l’apparition d’un ordre similaire à celui observé à 3D.
Mais si une transition « ordre-désordre » conventionnelle ne peut se produire en dimension réduite, cela n’entraine pas la disparition de toute transition de phase. Les travaux de Kosterlitz et Thouless, récompensés par le prix Nobel de physique 2016, ont montré qu’un nouveau mécanisme pouvait alors émerger. La transition correspondante est qualifiée de topologique, car elle se produit entre états qui ne peuvent être reliés par une déformation continue.
Le cours sera consacré à la caractérisation de la transition de Kosterlitz-Thouless dans des systèmes physiques comme les gaz d’atomes froids ou les cavités résonantes pour la lumière. Nous y montrerons le rôle essentiel des interactions entre particules pour former les défauts topologiques que sont les vortex. Nous y décrirons également une série d’expériences récentes qui ont caractérisé l’émergence d’un ordre superfluide dans ces fluides de basse dimension.
Mercredi 3 mai
Cours 1. Peierls et l’ordre cristallin en basse dimension diapositives
Séminaire 1. Une dualité onde-particule à échelle macroscopique : le rôle d’une mémoire site web
Yves Couder, laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Université Paris Diderot
Mercredi 10 mai
Cours 2. Gaz quantique en dimension deux : du cas idéal aux interactions binaires diapositives
Séminaire 2. A relaxed approach to quantum state engineering diapositives
Klaus Moelmer, Université d’Aarhus, Danemark
Mercredi 17 mai
Cours 3. Le quasi-ordre à longue portée diapositives
Séminaire 3. Contextes, systèmes, modalités : Un nouveau réalisme pour la mécanique quantique diapositives
Alexia Auffeves, Institut Néel – CNRS, Grenoble
Mercredi 24 mai
Cours 4. Le point critique de la transition BKT diapositives
Séminaire 4. Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition and Sine-Gordon theory: from superconductors to cold atomic gases diapositives
Thierry Giamarchi, Université de Genève, Suisse
Mercredi 31 mai
Cours 5. La transition BKT explorée avec des gaz d'atomes ou de polaritons diapositives
Séminaire 5. Dipolar quantum gases and liquids diapositives
Tilman Pfau, Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Université de Stuttgart, Allemagne
Mercredi 7 juin
Cours 6. Invariance d’échelle classique, anomalies quantiques diapositives
Séminaire 6. La physique des fluides de Bose à une dimension : l'utilisation des gaz ultra-froids comme simulateurs quantiques diapositives
Isabelle Bouchoule, Laboratoire Charles Fabry, Palaiseau