FewBoDyK — L'énigme des interactions à petit nombre de corps dans les gaz dipolaires ultrafroids

Ce projet, proposé par un consortium de partenaires expérimentaux et théoriques, vise à résoudre le problème à petit nombre de corps dans un gaz froid d'atomes lanthanides. En raison des grands couplages dipolaires magnétiques présents dans ces fluides, leurs propriétés diffèrent radicalement de celles des gaz d'alcalins bien connus. L'ajustement des interactions binaires par un champ magnétique révèle une forte densité de résonances de diffusion qui ne sont pas encore totalement comprises et qu'on modélise à partir d'outils issus de la théorie des matrices aléatoires. Notre premier objectif est de caractériser ces résonances sur une nouvelle plateforme expérimentale, et de les interpréter en combinant le calcul précis des interactions à longue portée et les interactions paramétriques à courte portée décrites par le code numérique que nous avons développé. Nous commencerons par distinguer les effets à deux et à trois corps pour un gaz polarisé, puis nous étendrons cette étude au cas non polarisé, où plus de canaux de collision sont disponibles. Cette compréhension est essentielle pour l'utilisation du couplage spin-orbite dans les gaz de lanthanides. Enfin, nous aborderons le cas d'un mélange dysprosium-potassium. En utilisant une géométrie de confinement spécifique, notre objectif est de prédire et d'observer de nouveaux trimères Dy2K (stables !), résultant de la combinaison des interactions dipolaires Dy-Dy et de la liaison fournie par l'atome K. Ces trimères peuvent être considérés comme des parents des trimères d'Efimov (de courte durée de vie !) prédits en physique nucléaire et observés avec des atomes froids. La valeur ajoutée du projet réside dans la combinaison de mesures de haute précision et de calculs numériques de pointe pour identifier les principales lois sous-jacentes qui régissent les interactions au sein de ces gaz. Cette recherche jettera les bases de l'exploration de nouvelles phases de la matière quantique avec des objets composites originaux.