Les atomes du froid et leurs interactions
Les gaz quantiques Ultracold se situent à des températures proches de zéro degré Kelvin (soit -273 degrés Celsius), également appelé le zéro absolu parce que jusqu'à récemment, on pensait qu'il s'agissait de la température la plus basse possible dans l'univers. Au zéro absolu, les particules arrêtent de bouger et tous les troubles disparaissent. Ce système est devenu un terrain fertile pour les études des systèmes quantiques à N corps, produisant de nouvelles informations presque quotidiennement dans la nature de l'univers. Les scientifiques ont exploité les atomes hautement excités et refroidis au laser (atomes Rydberg) pour étudier les interactions des particules avec le financement du projet 1DDIPOLARGAS («Strongly correlated dipolar quantum gases with tuneable interactions in one-dimensional traps»). Les plasmas sont la phase la plus importante de la matière dans l'univers. Il s'agit d'atomes ionisés; principalement des ions et des électrons libres. Même s'ils sont généralement créés par des températures très élevées, la photo-ionisation des nuages d'atomes refroidis au laser convient maintenant, produisant des plasmas similaires à ceux dans des objets très denses comme le noyau de Jupiter. Cela en fait une fenêtre sur l'univers dans le laboratoire. Les scientifiques du projet ont découvert une nouvelle voie pour la production de plasma ultra-froid qui dépasse les limites actuelles des températures les plus basses réalisables. Cela pourrait ouvrir la voie à une meilleure compréhension de la physique des gaz. Les chercheurs ont également étudié la formation des systèmes corrélés des agrégats de Rydberg composés de plusieurs atomes de Rydberg. En appliquant les méthodes statistiques adoptées de la physique des matières condensées, ils ont ouvert une nouvelle fenêtre sur le mécanisme de formation et ont lancé un nouveau moyen d'étudier ces systèmes. D'autres travaux ont étudié la transparence induite de manière électromagnétique (TIE), un effet des interférences quantiques en lumière confinée. Les scientifiques ont étendu la description de la manière dont les atomes et la lumière interagissent. Ils ont également développé un modèle de système basé sur la TIE pour une observation directe du transport de l'énergie important dans des systèmes de photosynthèse directement applicables pour comprendre l'efficacité du photovoltaïque récoltant la lumière. D'autres résultats ouvrent la porte à des études sur la transition des régimes classiques à quantiques de manière contrôlée. Des études inventives exploitant des gaz ultra-froids dans le cadre du projet 1DDIPOLARGAS ont amélioré l'utilité de tels systèmes pour la recherche de base et appliquée. De la nature fondamentale de l'univers au photovoltaïque appliqué, l'impact se ressentira dans toute la communauté scientifique.
Mots‑clés
Gaz, quantum, Ultracold, Rydberg, plasmas, corrélés, transparence induite électro-magnétiquement, TIE