Condensats de Bose-Einstein

Apres leur prediction par Einstein en 1925, les gaz condenses de Bose sont restes longtemps des vues de l'esprit car, par la faute d'interactions attractives, aucun systeme connu ne restait gazeux a suffisamment basse temperature pour en permettre l'observation. Mais des theories microscopiques ont ete developpees, comme celle tres feconde de Bogolioubov en 1947, pour comprendre les effets d'une interaction modele repulsive sur les proprietes statiques et dynamiques du gaz, dont la superfluidite. En 1995, coup de theatre : les premiers condensats de Bose-Einstein gazeux sont realises avec des atomes froids d'alcalins au JILA et au MIT ; tres peu denses, ces systemes echappent temporairement a la solidification et sont en interaction effective repulsive. Plusieurs equipes s'engouffrent dans la breche, y compris a l'ENS Ulm. Pour expliquer les premieres observations, des approches macroscopiques simples suffisent. L'accent est mis sur les effets du piege harmonique absent des theories fondatrices. Cependant, les mesures s'affinent, et l'on trouve comment acceder aux proprietes intrinseques du gaz homogene. Des questions ouvertes sont reactivees, comme le temps de coherence du condensat. Des applications sont developpees, comme l'utilisation de la compression de spin et des etats chats de Schrodinger en metrologie quantique. Des gaz homogenes sont prepares a une ou a deux dimensions, ou il n'y a plus de condensation de Bose a la limite thermodynamique. Meme la fameuse equation de Gross-Pitayevski sur le mode du condensat ne suffit plus.Il faut donc se replonger dans les theories d'antan et les etendre ; il faut en developper de nouvelles. C'est a cette aventure qu'invite cet ouvrage, en prenant toujours le parti de la simplicite. Issu d'enseignements donnes par l'auteur dans les ecoles de physique des Houches et de Cargese, enrichi de resultats non publies, il est accessible a tout etudiant de master, enseignant, chercheur interesse par les aspects fondamentaux de ce domaine plein de vitalite que sont les gaz quantiques.Cet ebook combine les deux tomes en un seul fichier pratique et facile a utiliser grace a des liens actifs entre les deux tomes, fonctionnalite exclusive a cette version "e;integrale"e;.Chapitres du tome 1 : Statistique quantique et interaction. L'equation de Gross-Pitayevski. La theorie de Bogolioubov. Pulsations propres au-dela de Gross-Pitayevski.Chapitres du tome 2 : La compression de spin et ses limites. Coherence temporelle du condensat. Bogolioubov grand-canonique et ordre de Wu. Cas de la dimensionalite reduite.Preface de Claude Cohen-Tannoudji, prix Nobel de Physique 1997