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Cristaux temporels dans les rotateurs quantiques en interactions

par Johanna Leclercq - publié le

Titre du projet de thèse :
Cristaux temporels dans les rotateurs quantiques en interactions


Directeur de thèse : Jean-Claude Garreau
Nom du co-encadrant ou co-directeur de thèse : Adam Rançon


Laboratoire d’accueil : PhLAM


Co-financements envisagés : Financement I-Site (bourse complète)


Résumé du projet de thèse :
L’effet combiné entre les interactions et le désordre est l’un des problèmes les plus difficiles de la physique. Le désordre, inhérent aux solides ou conçu dans des installations atomiques froides, a un effet important sur les propriétés de transport et de localisation des systèmes quantiques. Il a été récemment démontré, tant sur le plan théorique qu’expérimental, que les interactions, en plus du désordre, donnent lieu à une nouvelle phase de la matière, appelée phase localisée à N-corps, dans laquelle tout le système à N-corps peut être localisées et ne peuvent pas thermaliser si elles sont isolées d’un bain thermique.

De la même manière qu’un ensemble de particules peut spontanément s’ordonner pour former un cristal et briser ainsi une invariance par translation, l’idée d’un cristal temporel, qui brise spontanément une invariance par translation dans le temps, a été introduite récemment. Les ingrédients de base d’un cristal temporel ne sont pas encore clairs, alors qu’il semble que les interactions à longue portée et le désordre peuvent aider à stabiliser cette phase hors d’équilibre. Un système prometteur pour l’observation des cristaux de temps et de la localisation à N-corps est le rotor quantique enà interaction, qui est un modèle de bosons périodiques perturbés de manière périodique, possédant des propriétés similaires à celles des systèmes désordonnés. Une expérience sur les atomes froids est actuellement en cours de construction dans le laboratoire par l’équipe Atomes Froids du PhLAM afin d’étudier ce système.

Une meilleure compréhension théorique de ce modèle et des phases possibles (délocalisé / à plusieurs corps / time-cristal) est donc nécessaire, ce qui constitue l’objectif du doctorat. Cela se fera en étudiant divers modèles et en combinant des méthodes analytiques et numériques.