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Bruno Bellomo

Dynamique et thermalisation d’un système quantique élémentaire dans un environnement hors équilibre thermique

mardi 26 mars 2013, 11h

salle de conférences de l’observatoire

Bruno Bellomo

Résumé :

Je discuterai la dynamique et la thermalisation d’un système quantique atomique placé dans un environnement qui se trouve dans une configuration stationnaire hors équilibre thermique [1], [2]. Le système quantique est fixé près d’un corps de géométrie et permittivité diélectrique arbitraires. La température du corps, TM, est maintenue constante et elle est différente de celle des parois autour, TW. Les taux de transition et les états stationnaires se révèlent quantitativement et qualitativement différents du cas à l’équilibre thermique. Par exemple, l’état stationnaire devient dépendant de la distance entre le système et le corps, de la géométrie du corps, des températures TM et TW et des effets combinés entre tous ces paramètres et les résonances optiques du corps.

Je montrerai comment on peut exploiter cette richesse émergeant hors équilibre dans le cas d’un système à trois niveaux [1]. Je discuterai en particulier la possibilité d’inverser l’ordre des populations ainsi qu’un mécanisme de refroidissement de la température interne du système atomique. Enfin, je présenterai des études numériques et des expressions asymptotiques dans le cas où le corps est une couche planaire d’épaisseur finie.

Ces prédictions théoriques mettent en lumière des nouvelles possibilités pour manipuler la dynamique d’un système atomique, qui émergent hors équilibre thermique. Elles peuvent être importantes pour une grande classe de configurations expérimentales en absence d’équilibre thermique, en présence de systèmes atomiques réels ou artificiels.