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Nonlinearity management of atomic and optical systems

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Domestiquer les ondes non linéaires

Les ondes de grande amplitude localisées peuvent décrire la dynamique d'un large éventail de médias, de l'eau aux nuages de condensats Bose-Einstein. Des scientifiques financés par l'UE ont étudié les possibilités pour leur gestion non-linéaire dans des applications concrètes.

Économie numérique

La plupart des systèmes naturels sont non-linéaires et sont modélisés par des systèmes non-linéaires d'équations. La différence essentielle entre les systèmes linéaires et non-linéaires est que les premiers répondent à un principe simple de superposition. Ce principe de superposition permet de réduire la solution des systèmes linéaires en éléments qui peuvent être résolus de manière indépendante. Malgré la difficulté causée par le manque du principe de superposition, l'équipe du projet NOMATOS («Nonlinearity management of atomic and optical systems») a réalisé d'importants progrès dans les systèmes non-linéaires. Leurs recherches ont démarré avec des effets non-linéaires dans les guides d'ondes. Comme le nom l'indique, les guides d'ondes «guident» les informations sous la forme d'ondes électromagnétiques entre deux points dans des réseaux de télécommunication. Les chercheurs du projet NOMATOS sont alors passés aux ondes de matières dans des nuages de condensats de Bose-Einstein. Un condensat Bose-Einstein représente la forme la plus «classique» d'ondes de matière, comme un laser optique émet la forme la plus classique d'ondes électromagnétiques. Il n'existe pas de mots ordinaires pour les décrire parce qu'ils viennent du monde quantique. Ce sont des formes d'objets se comportant comme des particules et des ondes, une étrange dualité décrite par les équations de Schrödinger. Les chercheurs de NOMATOS ont introduit un système d'équations de Schrödinger non-linéaires, un modèle qui peut être réalisé dans un condensat Bose-Einstein. Ils ont identifié des régions de stabilité pour des ondes solitaires symétriques discrètes. L'existence de plusieurs types d'ondes solitaires qui sont des solutions aux équations de Schrödinger non-linéaires a été démontrée. Cela allait des chaînes d'ondes solitaires uniformes à d'autres très fragmentées. Plus important, les chercheurs du groupe NOMATOS ont découvert que la dissipation localisée de l'énergie des ondes peut se révéler un outil efficace pour gérer les ondes solitaires. Ces découvertes ont été publiées dans des magazines scientifiques internationaux et ont ouvert de nouvelles recherches dans la physique non-linéaire. Les publications ont également mis en évidence les liens réussis établis avec les membres de la communauté scientifique internationale.

Mots‑clés

Ondes, condensats Bose-Einstein, systèmes non-linéaires, guides d'onde, télécommunication, réseaux, ondes de matière, électromagnétique, ondes solitaires, Schrödinger

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