Thèse présentée par Yanliang Guo pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l’Université Sorbonne Paris Nord
Cette présentation va décrire une partie des résultats obtenus lors de ma thèse, qui a permis de réaliser différentes configurations de superfluide ayant la forme d’un anneau et d’en étudier les propriétés statiques et dynamiques.
Un superfluide est un gaz quantique dont le spectre d’excitations donne notamment lieu à l’existence d’une vitesse critique en deçà de laquelle il est impossible pour un défaut de créer des excitations dans le milieu. Une fois mis en rotation, son caractère non classique impose l’établissement d’un réseau de vortex de circulation quantifiée. La forme annulaire est particulièrement intéressante pour un superfluide car elle permet l’établissement de courants permanents analogues à ceux observés dans les supraconducteurs, mais elle permet également au superfluide d’atteindre des vitesses élevées.
Durant ma présentation, je vais présenter deux systèmes :
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un superfluide confiné dans un piège annulaire formé de l’intersection d’un piège habillé en forme de bulle avec un piège lumineux horizontal plan. Je caractériserai les propriétés statiques d’un tel système, et montrerai les résultats expérimentaux de la mise en rotation de l’anneau par deux types différents d’excitations.
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un superfluide confiné uniquement à la surface de la bulle du piège habillé. Dans ce cas, c’est la force centrifuge créée par la grande vitesse de rotation qui expulse les atomes du fond et créée un anneau à grande durée de vie et dont la vitesse de rotation atteint jusqu’à 18 fois la vitesse du son. Je montrerai des résultats originaux sur un type particulier d’excitations élémentaires de surface d’un tel anneau.
Membres du jury
Frédéric CHEVY, Ecole Normale Supérieure, rapporteur
Donatella CASSETTARI, University of St Andrews, rapporteuse
Jean-Philippe BRANTUT, EPFL
Olivier GORCEIX, LPL, Université Sorbonne Paris Nord, Villetaneuse
Jook WALRAVEN, University of Amsterdam
Laurent LONGCHAMBON, LPL, Université Sorbonne Paris Nord, Villetaneuse, co-encadrant de thèse
Hélène PERRIN, LPL, Université Sorbonne Paris Nord, Villetaneuse, directrice de thèse
Mots-clés : atomes froids, superfluidité, courants permanent, vortex, flux supersonique
Soutenance : Le 13 Janvier 2021 à 14h00