Onde de densité dans un gaz de fermions : phonons et plasmons, du régime hydrodynamique au régime non-collisionnel. – (Thomas Repplinger / LPT / Thèse). – 12/12/2024, 15H

Soutenance de thèse

Thomas Repplinger, LPT, Salle de conférence, Bat. 3R4

Résumé:

La théorie de Landau des liquides de Fermi est un cadre de travail qui simplifie la description de la dynamique de certains systèmes de fermions en s’appuyant sur la résolution d’une équation de Boltzmann. Cette théorie décrit le comportement à basse température de la plupart des métaux, ainsi que de l’hélium 3. L’un de ses plus grands succès a été la prédiction du son zéro, un son non-collisionnel, qui a ensuite été mesuré expérimentalement dans l’hélium 3. Malgré de nombreux efforts, un désaccord quantitatif persiste entre la théorie et les expériences. En cause, l’interaction entre quasiparticules et la probabilité de collisions, lesquelles ne peuvent pas être calculées à partir d’une théorie microscopique.

Avec l’avènement des gaz ultrafroids d’atomes fermioniques, nous avons désormais la possibilité de tester quantitativement la théorie de Landau, notamment en ce qui concerne les propriétés de transport. C’est dans ce cadre que s’inscrit ma thèse. Je commencerai par introduire les principes fondamentaux de cette théorie. Nous examinerons ensuite son application aux gaz de fermions homogènes, en particulier dans le contexte de l’expérience menée par Nir Navon (Yale). Cela nous permettra de calculer exactement leurs propriétés de transport (viscosité de cisaillement et conductivité thermique) à toutes les températures, résultats connue mais oublié dans le contexte des atomes froids, ainsi que la dispersion du son hydrodynamique à basse température. Pour terminer, nous comparerons la réponse linéaire calculée dans le cadre des liquides de Fermi avec les mesures effectuées à Yale.