Publication : t12/130

Dynamique quantique hors-quilibre et systmes dsordonns pour des atomes ultrafroids bosoniques

Sciolla B. (CEA, IPhT (Institut de Physique Théorique), F-91191 Gif-sur-Yvette, France)
Abstract:
Durant cette thse, je me suis intress deux thmatiques gnrales qui peuvent tre explores dans des systmes d'atomes froids : d'une part, la dynamique hors-quilibre d'un systme quantique isol, et d'autre part l'influence du dsordre sur un systme fortement corrl basse temprature. Dans un premier temps, nous avons dvelopp une mthode de champ moyen, qui permet de rsoudre la dynamique unitaire dans un modle gomtrie particulire, le rseau compltement connect. Cette approche permet d'tablir une correspondance entre la dynamique unitaire du systme quantique et des quations du mouvement classique. Nous avons mis profit cette mthode pour tudier le phnomne de transition dynamique qui se signale, dans des modles de champ moyen, par une singularit des observables aux temps longs, en fonction des paramtres initiaux ou finaux de la trempe. Nous avons montr l'existence d'une transition dynamique quantique dans les modle de Bose-Hubbard, d'Ising en champ transverse et le modle de Jaynes-Cummings. Ces rsultats confirment l'existence d'un lien fort entre la prsence d'une transition de phase quantique et d'une transition dynamique.Dans un second temps, nous avons tudi un modle de thorie des champs relativiste avec symtrie O(N) afin de comprendre l'influence des fluctuations sur ces singularits. l'ordre dominant en grand N, nous avons montr que la transition dynamique s'apparente un phnomne critique. En effet, la transition dynamique, les fonctions de corrlations suivent une loi d'chelle temps gaux et temps arbitraires. Il existe galement une longueur caractristique qui diverge l'approche du point de transition. D'autre part, il apparat que le point fixe admet une interprtation en terme de particules sans masse se propageant librement. Enfin, nous avons montr que la dynamique asymptotique au niveau du point fixe s'apparente celle d'une trempe d'un tat symtrique dans la phase de symtrie brise. Le troisime volet de cette thse apporte des lments nouveaux pour la comprhension du diagramme des phases du modle de Bose-Hubbard en prsence de dsordre. Pour ce faire,nous avons utilis et tendu la mthode de la cavit quantique en champ moyen de Ioffe et Mzard, qui doit tre utilise avec la mthode des rpliques. De cette manire, il est possible d'obtenir des rsultats analytiques pour les exposants des lois de probabilit de la susceptibilit.Nos rsultats indiquent que dans les diffrents rgimes de la transition de phase de superfluide vers isolant, les lois d'chelle conventionnelles sont tantt applicables, tantt remplaces par une loi d'activation. Enfin, les exposants critiques varient continment la transition conventionnelle.
Année de publication : 2012
Thse
Soutenance de thse : 2012-09-13
Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734641
Keywords : Cold atoms Quantum quenches Strongly correlated systems Bose-Hubbard Quantum phase transitions Light cone effect Disordered systems Cavity method Replica trick Bose glass
Langue : Anglais
NB : Directeur de thse: Giulio BIROLI. Universit Paris-Sud 11 (Orsay). ED 107.

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