La superfluidité (tout comme son cousin, la supraconductivité) est une manifestation particulièrement frappante et concrète de la nature ondulatoire de la matière. En électromagnétisme, il est souvent fructueux d’employer les équations de Maxwell, en oubliant l’existence de photons. De même, nous décrirons ici la matière par un champ classique (complexe) en oubliant l’existence des particules. Cette approche originale facilite grandement la compréhension des concepts et la dérivation des relations fondamentales de la superfluidité, et ce dans des conditions très générales (pour toute température inférieure à la température critique, y compris en dimension 2 —où il n’y a pas de condensat— et en présence de désordre —où il n’y a pas d’invariance galiléenne). La superfluidité apparaît comme l’état naturel du champ classique, qui peut seulement être détruit par les défauts topologiques (les vortex). Plus formellement, la superfluidité est associée à un ordre topologique, charactérisée par une constante du mouvement émergente. Cela nous permettra de dériver simplement les équations clé de l’hydrodynamique à deux fluides, que nous utiliserons pour expliquer des phénomènes clé tels que l’effet fontaine, l’effet Josephson, ou le supertransport de la chaleur.

Dans ce cours, nous introduirons les concepts clef de la matière dite "molle" (soft matter), vus sous l’angle de ses interfaces. La matière molle pourrait être définie comme l’ensemble des problématiques qui s’intéressent aux "formes complexes et à la structuration multiéchelle de la matière". Dans ce domaine il s’agit de comprendre et mettre au point des matériaux aux propriétés paradoxales ou ambiguës : ainsi le mélange de deux phases aussi fluides que l’eau et l’air peut-il produire le quasi-solide qu’est, à certains égards, une mousse à raser.

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ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO

Le cours de cosmologie en M1 propose une introduction  à cette branche de l'(astro)physique qui étudie l'univers aux plus grandes échelles observables ainsi que son histoire. Il a un volume horaire de 32 heures (cours et travaux dirigés inclus). Il utilise des éléments de relativité générale qui seront rappelés mais ne seront pas introduits en détails. Il est donné en anglais. Pour un programme détaillé, voir la version anglaise. 

This course is dedicated to the description of the interaction of light with atoms. In particular, we describe the principle of operation of lasers. The laser is described both from the point of view of the physicist, for its unique physical properties, and from the point of view of applications. Some of the revolutions based on the development of lasers are introduced, such as the laser cooling techniques on which all modern cold atom physics is based.

This first course is dedicated to laser physics, an emerging field where the distinction between basic physics and applied physics is irrevelent


Prerequisites : Advanced quantum physics or any equivalent quantum mechanics training

Ce cours propose une introduction à la théorie des probabilités et ses applications , adaptée aux physiciens.
 

Le projet de recherche supervisée est un travail expérimental réalisé dans un laboratoire de l’ENS ou des établissements voisins sous la responsabilité d’un chercheur.

The course will introduce a number of concepts and techniques in current quantum physics experiments : entanglement, teleportation, Wigner function, non-gaussian quantum states, decoherence, squeezing...