Droplets — Goutelettes quantiques de potassium gaseux

Notre projet s’intéresse à la création et à l’étude d’un nouveau type de liquide quantique sous forme de gouttelettes dans un ensemble atomique dilué de potassium 39. Leur existence est reliée à celle des fluctuations quantiques dans un mélange de deux condensats de Bose-Einstein pour lesquels l’énergie de champ moyen est compensée grâce aux interactions attractives entre les deux espèces. Ce système offre la possibilité extraordinaire d’étudier de façon quantitative les effets au-delà du champ moyen qui dominent alors la dynamique du système qui reste dilué. Nous nous intéresserons en particulier à la géométrie quasi-unidimensionnelle (1D) pour laquelle la physique des gouttelettes est la plus contre-intuitive. Nos observations les plus importantes seront la nature auto-piégée des gaz ainsi que leur profil de densité plat semblable à celui d’un liquide. Des études quantitatives des modes collectives de vibration seront ensuite menées. Nous irons aussi vers le régime d’interaction forte qui correspond à 1D à une diminution de la densité. De plus, nous comptons démontrer une nouvelle méthode de control des interactions dans les gaz ultra-froids d’atomes placés dans une superposition cohérente de deux états de spin couplés par un champ radio-fréquence. Cela permettra non seulement le control des interactions à deux corps mais aussi induira une interaction à trois corps, permettant d’envisager un mécanisme alternatif pour la stabilisation de gouttelettes dans un régime de gaz dilués.