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La transition d’Anderson résiste aux interactions, mais change de nature

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La transition d’Anderson résiste aux interactions, mais change de nature

En analysant l’effet du désordre sur la propagation d’une onde de matière d’atomes ultrafroids en interaction, des physiciens viennent de prédire un nouveau type de transition de phase. Pour un faible désordre, la diffusion des atomes n’est que faiblement affectée tandis qu’à partir d’un seuil critique la diffusion est très fortement ralentie.

 

Comme l’avait prédit le physicien P. Anderson il y a plus de cinquante ans, un milieu désordonné peut stopper la propagation d’une onde. C’est notamment le cas lorsque l’onde quantique d’un condensat de Bose-Einstein d’atomes ultrafroids se propage dans le paysage aléatoire formé par des interférences lumineuses. Après avoir observé et analysé ce phénomène, les physiciens cherchent maintenant à déterminer comment il est affecté par les interactions inévitables entre les divers atomes du condensat. Pour un système unidimensionnel, alors qu’un désordre même infime stoppe toute propagation, les collisions entre particules détruisent cet effet de localisation et rétablissent un comportement de diffusion qui reste toutefois bien plus lente qu’en absence d’interactions. Qu’en est-il à trois dimensions, où l’on n’observe aucune localisation à faible désordre et une transition nette vers un état localisé pour un seuil critique de désordre  ?

 

Des physiciens du laboratoire Kastler-Brossel (LKB, CNRS/UPMC/ENS/Collège de France) et du laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules (PhLAM, CNRS/Univ. Lille 1), viennent de montrer que sous l’effet des collisions la transition de phase reste présente, mais change de nature. Dès que les atomes interagissent, même très faiblement, les chercheurs prédisent une transition d’un nouveau type entre une diffusion standard pour un faible désordre et un état « sous diffusif » de diffusion très ralentie. Les résultats expérimentaux récents suggèrent que l’observation de cet effet est à la portée des expériences menées actuellement avec des atomes froids. Ce travail est publié dans la revue Physical Review Letters. Lire l’intégralité de l’article sur le site de l’INP du CNRSNouvelle fenêtre.

 

Diagramme de phase d’un système tri-dimensionnel de bosons en interaction faible et en présence de désordre. D. R.

Pour en savoir plus :

Laboratoire Kastler-Brossel (LKB, CNRS/UPMC/ENS/Collège de France)Nouvelle fenêtre

 

Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules (PhLAM, CNRS/Univ. Lille 1)Nouvelle fenêtre

 

Référence :

How Nonlinear Interactions Challenge the Three-Dimensional Anderson Transition. N. Cherroret, B. Vermersch, J. C. Garreau et D. Delande. Physical Review Letters Nouvelle fenêtre(2014). Retrouvez la publication sur les bases d’archives ouvertes HALNouvelle fenêtre et arXivNouvelle fenêtre.

 

Contact chercheur :

Nicolas Cherroret, LKB l nicolas.cherroret@spectro.jussieu.fr



23/07/14