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SUMMARY:Physique quantique à plusieurs corps avec des fermions dans une boîte optique. - (Nir Navon/ LPT / Seminar). - 12/12/2024\, 10H
DESCRIPTION:Séminaire LPT \nNir Navon (Université Yale) \nSeminar LPT\, 12/12/2024\, 10H\, 3R4\, salle de conférence \nSummary\nFor the past two decades harmonically trapped ultracold atomic gases have been used with great success to study fundamental many-body physics in flexible experimental settings. However\, the resulting gas density inhomogeneity in those traps makes it challenging to study paradigmatic uniform-system physics (such as critical behavior near phase transitions) or complex quantum dynamics. \nThe realization of homogeneous quantum gases trapped in optical boxes has marked a milestone in the quantum simulation program with ultracold atoms [1]. These textbook systems have proved to be a powerful playground by simplifying the interpretation of experimental measurements\, by making more direct connections to theories of the many-body problem that generally rely on the translational symmetry of the system\, and by altogether enabling previously inaccessible experiments. \nIn this talk\, I will present some of our recent studies of many-body physics with ultracold fermions trapped in a box of light [2-6]. This platform is particularly suitable to study problems of Fermi-system stability\, of which I will discuss two cases : the spin-1/2 Fermi gas with repulsive contact interactions [2]\, and the three-component Fermi gas with spin-population imbalance [3]. Both studies lead to surprising results\, highlighting how spatial homogeneity not only simplifies the connection between experiments and theory\, but can also unveil unexpected outcomes. I will also present other recent works\, including the first observation of the fermionic Joule-Thomson effect [4]\, the strongly driven Fermi polaron [5]\, and the emergence of sound in a Fermi gas with tunable interactions [6]. \nReferences :\n[1] N. Navon\, R.P. Smith\, Z. Hadzibabic\, Nature Phys. 17\, 1334 (2021) \n[2] Y. Ji et al.\, Phys. Lev. Lett 129\, 203402 (2022) \n[3] G.L. Schumacher et al.\, arXiv:2301.02237 \n[4] Y. Ji et al.\, Phys. Lev. Lett 132\, 153402 (2024) \n[5] F.J. Vivanco \, arXiv:2308.05746 \n[6] S. Huang\, arXiv:2407.13769
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SUMMARY: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
DESCRIPTION:Soutenance de thèse \nThomas Repplinger\, LPT\, Salle de conférence\, Bat. 3R4 \nRésumé: \nLa 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. \nAvec 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. \n\n \n \n 
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