Transport mésoscopique d'atomes ultrafroids

Les atomes ultrafroids sont récemment devenus, un outil très utile pour la réalisation de simulations quantiques de phénomènes à plusieurs corps, qui sont pertinentes  pour les systèmes à l'état solide.

Dans ce contexte, un scénario particulièrement intéressant est celui de l'étude des processus de conduction "source-drain",  qui simulent la conduction électronique  entre les pôles négatif et positif d'une batterie au travers d'une  résistance. Pour réaliser un tel système, les deux pôles de la batterie sont représentés  par deux différents pièges à atomes ultrafroids, la résistance quand à elle correspond à un guide d'onde qui connecte les deux pièges. Un courant atomique à travers cette résistance est dû à la différence de potentiel chimique et/ou de  température à l'intérieur de la résistance.  La conductance de cette configuration a pour origine le rapport de ces quantités.

L'objectif de ce projet est de déterminer de façon analytique la conductance moyenne (et les moments d'ordres supérieurs, comme le bruit de grenaille) d'un processus de conduction  "source-drain", faisant appel à des atomes bosniaques. Pour ce faire, les formalismes de Laudauer-Büttiker et de Kubo traditionnellement utilisés pour décrire les processus de transport électronique en  physique mésoscopique devront être adaptés au cas des  particules bosoniques.

Le projet comporte une étude approfondie de la littérature pertinente en lien avec les  formalismes de Laudauer-Büttiker et de Kubo. Il comporte également un travail analytique  afin de généraliser ces formalismes au cas  des systèmes de bosons. Par la suite le  travail pourrait  être complété par des études numériques simples.  

Ce projet sera mené sous la supervision du Prof. P. Schlagheck et du Dr. C. Petitjean.


Schema d'une configuration de conduction "source-drain" impliquant des atomes ultrafroids


Ultracold atoms have become a useful tool to perform quantum simulations of many-body phenomena in solid-state systems. A particularly interesting scenario to be investigated in this context are source-drain conduction processes which simulate the conduction of electrons from the negative to the positive pole of a battery across a resistor. For this purpose, the two poles of the battery are represented by two different traps of ultracold atoms, and the resistor is provided by a waveguide that connects the two traps. A current of atoms through this resistor results then from a difference in the chemical potentials or temperatures within the resistors, the ratio of which gives rise to the conductance of this configuration.

The aim of this project is to determine analytically the average conductance (and higher moments of the current such as the shot noise) for a source-drain conduction process that involves bosonic atoms. To this end, the Landauer and Kubo formalisms, which are established to describe conduction processes in electronic mesoscopic physics, have to be generalized to the case of bosonic particles. The project involves a thorough study of the relevant literature on the Landauer and Kubo formalisms, and requires analytical work in order to generalize those formalisms to bosonic systems, which is eventually to be complemented by simple numerical studies. It will be supervised by Prof. P. Schlagheck and Dr. C. Petitjean.



Last Updated on Sunday, 16 February 2014 12:42
 

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