Le projet de doctorat vise à mettre en évidence la présence de solitons dans les gaz de Bose unidimensionnels (1D) à température finie ou suite à une excitation dynamique. Un gaz de bosons en interaction faible et répulsive peut être décrit par une fonction d’onde complexe, ou de façon équivalente par une densité et une phase. Un soliton correspond à une déplétion locale de la densité qui se propage sans dispersion au sein du gaz. La présence de solitons dans le système peut être révélée soit par imagerie directe, soit par la forme de la distribution de vitesse du gaz. Cette thèse vise à étudier la dynamique d’un gaz de Bose piégé dans une boite et soumis à une excitation de grande amplitude, et à mettre en évidence la présence de solitons. Le projet est essentiellement expérimental, mais pourra comporter un volet de simulations numériques de cette dynamique.
Contexte de travail
L'activité se déroulera au sein du Laboratoire de physique des lasers, unité mixte de recherche de l'Université Sorbonne Paris Nord et du CNRS. Le groupe Condensats de Bose-Einstein (groupe BEC, voir https://bec.lpl.univ-paris13.fr/ ) a développé deux expériences portant sur la dynamique des gaz quantiques. L’expérience sur laquelle le projet se déroulera produit de façon routinière un gaz quantique de sodium confiné dans un potentiel harmonique très anisotrope. À basse température et pour des gaz de quelques milliers d’atomes, le système rentre dans le régime unidimensionnel, l’échelle d’énergie des excitations transverses étant supérieure aux énergies caractéristiques du gaz.
La thèse sera dirigée par Hélène Perrin (DR CNRS) et coencadrée par Aurélien Perrin (CR CNRS). Un maître de conférence, un post-doctorant et un doctorant seront également impliqués dans le projet, qui est financé par le programme France 2030, projet PEPR Dyn1D (Dynamique hors équilibre des gaz quantiques unidimensionnels), en collaboration avec 10 autres groupes de recherche mêlant théoriciens et expérimentateurs. Le groupe BEC comporte de plus un autre maître de conférence, un ingénieur de recherche, deux doctorants et un post-doctorant, impliqués principalement sur l'autre dispositif expérimental. Le groupe s'insère de façon plus large au sein de l'axe Gaz quantiques du laboratoire, regroupant une vingtaine de chercheurs. Outre celle déjà mentionnée dans le cadre du projet, l'équipe BEC a par ailleurs noué des collaborations avec plusieurs groupes expérimentaux et théoriques, notamment avec Anna Minguzzi du LPMMC à Grenoble, Patrizia Vignolo et Sergey Nazarenko de l'Institut de physique de Nice, Maxim Olshanii de l'Université du Massachusetts à Boston, Thorsten Schumm de l'Université TUW de Vienne.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
Laser de classe IV : l'utilisation de lunettes de protection est indispensable. Risques électriques : utilisation de haute tension.
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