Le livre « Condensats de
Bose-Einstein - La théorie, des fondements aux applications
» en bref
Prédits par Albert Einstein en 1925 et réalisés en 1995 dans des
gaz atomiques refroidis à un millionième de degré au-dessus du
zéro absolu - ce qui a valu le prix Nobel de physique 2001 à
Eric Cornell, Carl Wieman et Wolfgang Ketterle, les condensats
de Bose-Einstein constituent un état très exotique de la
matière, une onde de de Broglie géante, avec un grand nombre de
particules dans la même fonction d'onde. Ceci leur confère des
propriétés uniques de cohérence spatiale et temporelle, et leur
ouvre des perspectives d'application prometteuses, en
particulier dans les mesures quantiques de haute précision.
Accessible dès le niveau master, ce livre publié en deux tomes
chez EDP Sciences développe méthodiquement la théorie depuis les
premiers principes, en ne laissant aucune étape dans l'ombre. Il
traite en particulier de questions et d’applications
généralement absentes des ouvrages sur les fluides quantiques,
inspirées de l’optique quantique. Il adopte une formulation à
visée universelle, s’affranchissant des particularités
liées aux implémentations expérimentales pour mettre en lumière
des concepts généraux. Enfin, il pousse plus avant des analyses
déjà publiées par l'auteur ou par d'autres chercheurs, et
contient des résultats inédits, ainsi qu'une bibliographie riche
de 370 références.
Contenu du tome 1 :
- équation de Gross-Pitayevski (ou équation de
Schrödinger non linéaire) sur le mode du condensat,
applications et insuffisances ;
- théorie de Bogolioubov (inclut les fluctuations
quantiques et thermiques omises par Gross-Pitayevski, y compris dans le cas dépendant du temps),
premières corrections à Gross-Pitayevski, premières
applications ;
- notion de superfluidité à 3D, ses subtilités, borne
de Leggett ;
- opérateur phase du condensat, son équation
d'évolution (seconde relation de Josephson quantique)
;
- pulsations des modes propres du condensat au-delà de
Gross-Pitayevski (y compris à température non nulle), étude
analytique approfondie.
Contenu du tome 2 :
- compression de spin et chats de Schrödinger (états
quantiques fortement intriqués pour la métrologie) : analyse
multimode et à température non nulle, facteurs limitants ;
- temps de cohérence du condensat dans un gaz
parfaitement isolé : brouillage de phase contre diffusion de
phase, rôle de l'ergodicité quantique ;
- théorie de Bogolioubov grand-canonique poussée à
l'ordre suivant (ordre de Wu) ;
- les quasi-condensats en dimensionalité réduite :
méthode de Bogolioubov grand-canonique en représentation
phase-module ; cohérence spatiale, densité de paires,
transition BKT à 2D, particularités de la superfluidité à
1D.
Pour plus de détails : voir la table des matières de l'ouvrage.
L'ouvrage papier, bien que pensé comme un tout, a été
séparé en deux tomes pour des raisons techniques, avec de
multiples renvois entre eux (il existe cependant une version
numérique intégrale - en un tome, voir la page de l'éditeur).