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Bright Solitons and Dynamics in Bose-Fermi Mixtures

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Les mélanges Bose-Fermi au microscope

Dans le cadre d''une initiative européenne, des expériences ont été réalisées sur des mélanges Bose-Fermi pour étudier la formation de solitons dans le but d''étendre l''applicabilité de cette technologie.

Technologies industrielles

Les gaz quantiques multi-composants présentant des états mixtes sont à la frontière de la recherche dans le domaine des atomes ultrafroids. Ils offrent des possibilités expérimentales uniques pour l''exploration des mécaniques quantiques fondamentales et la physique de la matière condensée. Le projet Solinmix («Bright solitons and dynamics in Bose-Fermi mixtures»), financé par l''UE, visait à examiner les ondes lumineuses de forme et de vitesse constantes – appelées solitons – dans un mélange Bose-Fermi ultrafroid. L''interaction non linéaire requise est fournie par l''attraction entre les composants Bose et Fermi. Bien que théoriquement prévu, jusqu''à présent des solitons n''ont pas été observés dans un mélange Bose-Fermi. Des expériences ont été réalisées à l''aide d''un condensat de Bose-Einstein (BEC) d''isitopes fermioniques du potassium (40K) et d''isitopes bosoniques du rubidium (87Rb) utilisant une puce atomique. L''un des objectifs du projet était de vérifier par expérimentation sous quelles conditions un mélange Bose-Fermi pouvait être considéré comme unidimensionnel et de concevoir un nouvel outil pour varier les forces d''interaction atome-atome. Il a été découvert que des interactions dans l''onde p pouvaient être utilisées pour créer des solitons d''onde de matière Bose-Fermi extrêmement robustes qui étaient beaucoup plus stables que leurs homologues purement bosoniques. Les résultats du projet Solinmix ont le potentiel de servir au développement de sondes de surface sensible, ouvrant la voie à l''application de cette technologie dans les domaines de la mesure de précision et de la science des surfaces.

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