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Bruno Bellomo

Dynamique atomique dans un environnement hors équilibre thermique

jeudi 27 mars 2014, 14h00

salle de conférences de l’observatoire

Bruno Bellomo
Institut Fresnel, CNRS, Marseille
Université Montpellier 2, Laboratoire Charles Coulomb

Résumé :

Après une brève introduction sur mon parcours de recherche passé, je présenterai plus en détail mon activité récente menée à Montpellier. Je discuterai la dynamique et la thermalisation d’un système quantique atomique élémentaire interagissant avec le champ électromagnétique produit par une configuration stationnaire hors équilibre thermique [1, 2]. Le système quantique est fixé près d’un corps de géométrie et permittivité diélectrique arbitraires, dont la température est maintenue constante et différente de celle des parois autour. Les taux de transition atomique 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 deux températures en jeux 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 où le système quantique consiste en un atome à trois niveaux [1] et en deux atomes à deux niveaux [2]. Dans le cas d’un seul atome, je discuterai la possibilité d’inverser l’ordre des populations ainsi qu’un mécanisme de refroidissement de la température interne du système atomique. Dans le cas de deux atomes, je montrerai que l’absence d’équilibre thermique déclenche la possibilité de générer et de protéger des états stationnaires intriqués, contrairement à ce qui se passe à l’équilibre. Ces prédictions théoriques mettent en lumière des nouvelles possibilités pour manipuler la dynamique d’un système atomique peuvent être importantes pour une grande classe de configurations expérimentales hors équilibre thermique en présence de systèmes atomiques réels ou artificiels.