Nous proposons une theorie de la croissance et de la forme de l'hyphe en analogie avec la croissance dendritique, les ingredients de base de l'organisation de la pointe de l'hyphe etant des vesicules utilisees pour la croissance ainsi que des pompes a proton a l'origine du potentiel de membrane. La croissance uniforme peut etre instable, favorisant la formation d'agregats de vesicules distants d'une distance caracteristique essentiellement determinee par la dependance du courant de proton avec le pH interne et le potentiel de membrane, le courant ionique entrant aux lieux les plus depolarises de la membrane ou se trouvent justement les agregats. Ce modele s'adapte tres bien a celui de la courbe hyphoide [9] puisqu'il permet de proposer une organisation de la pointe de l'hyphe couplant le courant de protons et le mouvement des vesicules. On peut ainsi determiner le taux d'agregation par unite de temps du Spitzenkorper N en fonction du courant de symport et donc de la concentration externe de substance co-transportee, ainsi qu'une echelle de longueur λ d √τ/Χ 1 / 4 que l'on peut associer a la longueur de boucle de courant. Ces premiers resultats sont en bon accord avec les resultats experimentaux existants suggerant que le couplage entre les vesicules et les canaux ioniques est un mecanisme essentiel de la morphogenese de ces organismes.
{"title":"Croissance et forme de l'hyphe modelées par une instabilité","authors":"P. Pelcé","doi":"10.1051/ANPHYS:2005002","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2005002","url":null,"abstract":"Nous proposons une theorie de la croissance et de la forme de l'hyphe en analogie avec la croissance dendritique, les ingredients de base de l'organisation de la pointe de l'hyphe etant des vesicules utilisees pour la croissance ainsi que des pompes a proton a l'origine du potentiel de membrane. La croissance uniforme peut etre instable, favorisant la formation d'agregats de vesicules distants d'une distance caracteristique essentiellement determinee par la dependance du courant de proton avec le pH interne et le potentiel de membrane, le courant ionique entrant aux lieux les plus depolarises de la membrane ou se trouvent justement les agregats. Ce modele s'adapte tres bien a celui de la courbe hyphoide [9] puisqu'il permet de proposer une organisation de la pointe de l'hyphe couplant le courant de protons et le mouvement des vesicules. On peut ainsi determiner le taux d'agregation par unite de temps du Spitzenkorper N en fonction du courant de symport et donc de la concentration externe de substance co-transportee, ainsi qu'une echelle de longueur λ d √τ/Χ 1 / 4 que l'on peut associer a la longueur de boucle de courant. Ces premiers resultats sont en bon accord avec les resultats experimentaux existants suggerant que le couplage entre les vesicules et les canaux ioniques est un mecanisme essentiel de la morphogenese de ces organismes.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"9 1","pages":"1-32"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2004-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75182405","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Dans des heterostructures semiconductrices a basse temperature, il est possible de realiser des systemes d'electrons purement bidimensionnels de densite electronique variable. A basse densite, la theorie predit que les correlations entre electrons dominent les fluctuations quantiques, conduisant a un etat collectif tel le cristal de Wigner. Dans les systemes reels, la presence de desordre rend la situation plus complexe: l'observation recente d'une transition metal-isolant, non prevue par les theories d'electrons independants, pose la question de la competition entre les interactions et le desordre en dimension deux. Ce travail presente des mesures de transport en fonction du champ electrique, et des mesures de fluctuations de resistance, a tres basse temperature dans des gaz bidimensionnels de trous formes dans des puits quantiques SiGe et GaAs. Dans ces systemes, la masse effective elevee des porteurs et la faible densite permettent d'atteindre un regime ou les interactions ne sont plus negligeables. Dans les echantillons desordonnes (SiGe), pour lesquels les lois de transport peuvent etre expliquees dans le cadre de particules independantes, les effets de champ electrique sont dus au chauffage des porteurs. L'etude de ces effets a permis de deduire la nature du couplage electron-phonon dans ce systeme. Par contre, dans les echantillons moins desordonnes (GaAs), les lois de transport en temperature et en champ electrique a tres faible densite peuvent evoquer le transport d'une phase collective. Les mesures des fluctuations de resistance, ou bruit en 1/f, apportent des informations complementaires par rapport aux mesures de transport. Dans, les echantillons GaAs, l'observation d'une loi d'echelle sur le bruit est caracteristique d'une transition de phase a basse densite. Ces resultats sont compatibles avec les scenarios de formation d'une phase collective en presence de desordre par l'intermediaire d'une transition de percolation.
{"title":"tude exprimentale de la transition mtal-isolant en dimension deux","authors":"R. Leturcq","doi":"10.1051/ANPHYS:2005001","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2005001","url":null,"abstract":"Dans des heterostructures semiconductrices a basse temperature, il est possible de realiser des systemes d'electrons purement bidimensionnels de densite electronique variable. A basse densite, la theorie predit que les correlations entre electrons dominent les fluctuations quantiques, conduisant a un etat collectif tel le cristal de Wigner. Dans les systemes reels, la presence de desordre rend la situation plus complexe: l'observation recente d'une transition metal-isolant, non prevue par les theories d'electrons independants, pose la question de la competition entre les interactions et le desordre en dimension deux. Ce travail presente des mesures de transport en fonction du champ electrique, et des mesures de fluctuations de resistance, a tres basse temperature dans des gaz bidimensionnels de trous formes dans des puits quantiques SiGe et GaAs. Dans ces systemes, la masse effective elevee des porteurs et la faible densite permettent d'atteindre un regime ou les interactions ne sont plus negligeables. Dans les echantillons desordonnes (SiGe), pour lesquels les lois de transport peuvent etre expliquees dans le cadre de particules independantes, les effets de champ electrique sont dus au chauffage des porteurs. L'etude de ces effets a permis de deduire la nature du couplage electron-phonon dans ce systeme. Par contre, dans les echantillons moins desordonnes (GaAs), les lois de transport en temperature et en champ electrique a tres faible densite peuvent evoquer le transport d'une phase collective. Les mesures des fluctuations de resistance, ou bruit en 1/f, apportent des informations complementaires par rapport aux mesures de transport. Dans, les echantillons GaAs, l'observation d'une loi d'echelle sur le bruit est caracteristique d'une transition de phase a basse densite. Ces resultats sont compatibles avec les scenarios de formation d'une phase collective en presence de desordre par l'intermediaire d'une transition de percolation.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"102 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2004-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73623225","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Les cristaux photoniques sont des structures artificielles dont la modulation periodique de l'indice de refraction permet d'exalter les phenomenes non lineaires. Cet ouvrage concerne l'etude experimentale ettheorique de l'exaltation de la generation du second harmonique dans les cristaux photoniques planaires a base de nitrures. Cet accroissement est la combinaison de deux processus lies a la periodicite de la constante dielectrique : (i) la localisation spatiale des champs electromagnetiques ; (ii) la realisation d'une condition d'accord de phase entre les modes a ω et a 2ω. Nous verrons que la caracterisation des proprietes optiques des cristaux photoniques planaires est une etape essentielle permettant de determiner les conditions angulaires et frequentielles qui satisfont aux conditions de quasi-accord de phase. Une fois ces conditions determinees, nous decrirons la nouvelle methode de modelisation basee sur le formalisme de la matrice de diffusion qui a permis de mettre en evidence une exaltation du second harmonique par 10 6 . Ces resultats theoriques seront ensuite compares aux resultats issus de notre dispositif experimental ou un accroissement geant par 10 4 de l'intensite du champ du second harmonique a pu etre mesure lorsque les conditions de quasi-accord de phase sont realisees. Cette etude met en evidence la potentialite des cristaux photoniques pour les applications dans le domaine du bleu - proche UV.
{"title":"Exaltation de la génération de second harmonique dans les cristaux photoniques à base de nitrures","authors":"Jérémi Torres","doi":"10.1051/ANPHYS:2005004","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2005004","url":null,"abstract":"Les cristaux photoniques sont des structures artificielles dont la modulation periodique de l'indice de refraction permet d'exalter les phenomenes non lineaires. Cet ouvrage concerne l'etude experimentale ettheorique de l'exaltation de la generation du second harmonique dans les cristaux photoniques planaires a base de nitrures. Cet accroissement est la combinaison de deux processus lies a la periodicite de la constante dielectrique : (i) la localisation spatiale des champs electromagnetiques ; (ii) la realisation d'une condition d'accord de phase entre les modes a ω et a 2ω. Nous verrons que la caracterisation des proprietes optiques des cristaux photoniques planaires est une etape essentielle permettant de determiner les conditions angulaires et frequentielles qui satisfont aux conditions de quasi-accord de phase. Une fois ces conditions determinees, nous decrirons la nouvelle methode de modelisation basee sur le formalisme de la matrice de diffusion qui a permis de mettre en evidence une exaltation du second harmonique par 10 6 . Ces resultats theoriques seront ensuite compares aux resultats issus de notre dispositif experimental ou un accroissement geant par 10 4 de l'intensite du champ du second harmonique a pu etre mesure lorsque les conditions de quasi-accord de phase sont realisees. Cette etude met en evidence la potentialite des cristaux photoniques pour les applications dans le domaine du bleu - proche UV.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"1 1","pages":"1-126"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2004-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79921958","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Depuis sa formulation, la theorie de l'information a ete basee, implicitement, sur les lois de la physique classique. Une telle formulation est toutefois incomplete puisqu'elle ne tient pas compte de la realite quantique. Au cours des vingt dernieres annees, l'expansion de la theorie de l'information, de facon a englober les effets purement quantiques, a connu un interet grandissant. La realisation d'un systeme de traitement de l'information quantique, un ordinateur quantique, presente toutefois de nombreux defis. Dans cet ouvrage, on s'interesse a differents aspects concernant ces defis. On commence par presenter des concepts algorithmiques comme l'optimisation de calculs quantiques et le calcul quantique geometrique. Par la suite, on s'interesse a differents designs et aspects de l'utilisation de qubits bases sur les jonctions Josephson. On presente entre autres une approche originale pour l'interaction entre qubits. Cette approche est tres generale puisqu'elle peut etre appliquee a differents designs de qubits. Finalement, on s'interesse a la lecture des qubits supraconducteurs de flux. Le detecteur suggere ici a l'avantage de pouvoir etre decouple du qubit lorsqu'il n'y a pas de mesure en cours.
{"title":"Algorithmes et architectures pour ordinateurs quantiques supraconducteurs","authors":"A. Blais","doi":"10.1051/ANPHYS:2003008","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003008","url":null,"abstract":"Depuis sa formulation, la theorie de l'information a ete basee, implicitement, sur les lois de la physique classique. Une telle formulation est toutefois incomplete puisqu'elle ne tient pas compte de la realite quantique. Au cours des vingt dernieres annees, l'expansion de la theorie de l'information, de facon a englober les effets purement quantiques, a connu un interet grandissant. La realisation d'un systeme de traitement de l'information quantique, un ordinateur quantique, presente toutefois de nombreux defis. Dans cet ouvrage, on s'interesse a differents aspects concernant ces defis. On commence par presenter des concepts algorithmiques comme l'optimisation de calculs quantiques et le calcul quantique geometrique. Par la suite, on s'interesse a differents designs et aspects de l'utilisation de qubits bases sur les jonctions Josephson. On presente entre autres une approche originale pour l'interaction entre qubits. Cette approche est tres generale puisqu'elle peut etre appliquee a differents designs de qubits. Finalement, on s'interesse a la lecture des qubits supraconducteurs de flux. Le detecteur suggere ici a l'avantage de pouvoir etre decouple du qubit lorsqu'il n'y a pas de mesure en cours.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"9 1","pages":"1-147"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2003-09-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85267141","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Lorsque un puits quantique est place dans une microcavite optique, un regime de couplage fort peut s'etablir entre le mode de cavite et le mode excitonique du puits. Les etats propres du systeme sont des etats mixtes exciton-photon appeles polaritons de cavite. Ils presentent des relations de dispersion tres differentes de celle de l'exciton. Pour les grands vecteurs d'onde, leur densite d'etat est celle de l'exciton, tandis qu'au centre de la zone de Brillouin, elle est 10 3 a 10 4 fois plus faible. Cette propriete est prometteuse pour mettre en evidence la nature bosonique des polaritons, et donc des excitons. En effet, la faible densite d'etats en centre de zone pourrait permettre d'obtenir un facteur d'occupation grand devant 1 d'un etat partiellement excitonique. Ce grand facteur d'occupation pourrait par exemple se manifester par une stimulation de la relaxation par la population de l'etat final. Dans cet ouvrage, nous etudions la relaxation des polaritons par des experiences de photoluminescence et de reflectivite sous differentes conditions d'excitation. Nous montrons qu'une excitation non-resonante donne lieu a un goulet d'etranglement dans la relaxation des polaritons, avec une accumulation des polaritons dans les etats de grand vecteur d'onde. Ce goulet disparait en augmentant la densite d'excitation. En calibrant notre dispositif experimental, nous montrons que des facteurs d'occupation proches de l'unite ne sont jamais obtenus en regime de couplage fort. La disparition du goulet d'etranglement n'est pas due a une stimulation de la relaxation mais a la mise en place de la diffusion polariton-polariton. En revanche, en creant, de facon resonante a l'aide d'un second faisceau, un facteur d'occupation grand en centre de zone, nous mettons en evidence la stimulation de la relaxation des polaritons qui se traduit par une amplification du faisceau resonant accompagnee d'une depopulation des etats de depart. Ces observations sont une manifestation de la nature bosonique des polaritons.
{"title":"Polaritons de microcavité : relaxation spontanée et stimulée","authors":"P. Senellart","doi":"10.1051/ANPHYS:2003007","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003007","url":null,"abstract":"Lorsque un puits quantique est place dans une microcavite optique, un regime de couplage fort peut s'etablir entre le mode de cavite et le mode excitonique du puits. Les etats propres du systeme sont des etats mixtes exciton-photon appeles polaritons de cavite. Ils presentent des relations de dispersion tres differentes de celle de l'exciton. Pour les grands vecteurs d'onde, leur densite d'etat est celle de l'exciton, tandis qu'au centre de la zone de Brillouin, elle est 10 3 a 10 4 fois plus faible. Cette propriete est prometteuse pour mettre en evidence la nature bosonique des polaritons, et donc des excitons. En effet, la faible densite d'etats en centre de zone pourrait permettre d'obtenir un facteur d'occupation grand devant 1 d'un etat partiellement excitonique. Ce grand facteur d'occupation pourrait par exemple se manifester par une stimulation de la relaxation par la population de l'etat final.\u2029Dans cet ouvrage, nous etudions la relaxation des polaritons par des experiences de photoluminescence et de reflectivite sous differentes conditions d'excitation. Nous montrons qu'une excitation non-resonante donne lieu a un goulet d'etranglement dans la relaxation des polaritons, avec une accumulation des polaritons dans les etats de grand vecteur d'onde. Ce goulet disparait en augmentant la densite d'excitation. En calibrant notre dispositif experimental, nous montrons que des facteurs d'occupation proches de l'unite ne sont jamais obtenus en regime de couplage fort. La disparition du goulet d'etranglement n'est pas due a une stimulation de la relaxation mais a la mise en place de la diffusion polariton-polariton. \u2029En revanche, en creant, de facon resonante a l'aide d'un second faisceau, un facteur d'occupation grand en centre de zone, nous mettons en evidence la stimulation de la relaxation des polaritons qui se traduit par une amplification du faisceau resonant accompagnee d'une depopulation des etats de depart. Ces observations sont une manifestation de la nature bosonique des polaritons.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"92 1","pages":"1-182"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2003-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79930639","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Le principal propos de cet ouvrage est : (i) de passer en revue les outils theoriques utilises sous le sigle « theories microscopiques de champ moyen ». Sans entrer dans le detail des formalismes (le lecteur sera systematiquement renvoye « pour en savoir plus » a des cours plus complets qui ont deja ete donnes dans le passe a l'Ecole Joliot-Curie) il s'agira surtout de preciser le contexte, les hypotheses et les approximations qui se cachent sous les sigles: Hartree-Fock (HF), Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB), Approximation BCS (HFBCS), Champ Moyen Relativiste (RMF), Approximations Hartree (RH), Hartree-Fock (RHF) et Hartree-Bogoliubov (RHB) Relativistes,...; (ii) de presenter la procedure generale et les ingredients qui entrent dans la construction d'une interaction effective, element de base de ces theories dont l'interet majeur est de livrer des resultats comparables a l'experience sans parametre ajustable; (iii) de discuter des effets des differentes approximations ou interactions effectives sur des resultats experimentaux pris dans diverses zones de noyaux. Ces discussions seront surtout centrees sur les masses et les rayons des noyaux mais aussi sur certaines quantites plus significatives que l'on peut en extraire: energies de separation de deux neutrons ou de deux protons (S 2 n , S 2 p ), effets de couches et nombres magiques loin de la stabilite, effets de couches dans les regions des noyaux super-lourds, barrieres de fission, halos et peaux de neutrons.
{"title":"Interactions effectives, théories de champ moyen, masses et rayons nucléaires","authors":"J. Meyer","doi":"10.1051/ANPHYS:2003006","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003006","url":null,"abstract":"Le principal propos de cet ouvrage est : (i) de passer en revue les outils theoriques utilises sous le sigle « theories microscopiques de champ moyen ». Sans entrer dans le detail des formalismes (le lecteur sera systematiquement renvoye « pour en savoir plus » a des cours plus complets qui ont deja ete donnes dans le passe a l'Ecole Joliot-Curie) il s'agira surtout de preciser le contexte, les hypotheses et les approximations qui se cachent sous les sigles: Hartree-Fock (HF), Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB), Approximation BCS (HFBCS), Champ Moyen Relativiste (RMF), Approximations Hartree (RH), Hartree-Fock (RHF) et Hartree-Bogoliubov (RHB) Relativistes,...; (ii) de presenter la procedure generale et les ingredients qui entrent dans la construction d'une interaction effective, element de base de ces theories dont l'interet majeur est de livrer des resultats comparables a l'experience sans parametre ajustable; (iii) de discuter des effets des differentes approximations ou interactions effectives sur des resultats experimentaux pris dans diverses zones de noyaux. Ces discussions seront surtout centrees sur les masses et les rayons des noyaux mais aussi sur certaines quantites plus significatives que l'on peut en extraire: energies de separation de deux neutrons ou de deux protons (S 2 n , S 2 p ), effets de couches et nombres magiques loin de la stabilite, effets de couches dans les regions des noyaux super-lourds, barrieres de fission, halos et peaux de neutrons.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"1 1","pages":"1-113"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2003-05-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88645107","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
This thesis presents studies of quantum degenerate atomic gases of fermionic $^6$Li and bosonic $^7$Li. Degeneracy is reached by evaporative cooling of $^7$Li in a strongly confining magnetic trap. Since at low temperatures direct evaporative cooling is not possible for a polarized fermionic gas, $^6$Li is sympathetically cooled by thermal contact with $^7$Li. In a first series of experiments both isotopes are trapped in their low-field seeking higher hyperfine states. A Fermi degeneracy of $T/T_F=0.25(5)$ is achieved for $10^5$ fermions. For more than $sim 300$ atoms, the $^7$Li condensate collapses, due to the attractive interatomic interaction in this state. This limits the degeneracy reached for both species. To overcome this limit, in a second series of experiments $^7$Li and $^6$Li atoms are transferred to their low field seeking lower hyperfine states, where the boson-boson interaction is repulsive but weak. The inter-isotope collisions are used to thermalize the mixture. A $^7$Li Bose-Einstein condensate (BEC) of $10^4$ atoms immersed in a Fermi sea is produced. The BEC is quasi-one-dimensional and the thermal fraction can be negligible. The measured degeneracies are $T/T_C=T/T_F=0.2(1)$. The temperature is measured using the bosonic thermal fraction, which vanishes at the lowest temperatures, limiting our measurement sensitivity. In a third series of experiments, the bosons are transferred into an optical trap and their internal state is changed to $|F=1,m_F=1rangle$, the lowest energy state. A Feshbach resonance is detected and used to produce a BEC with tunable atomic interactions. When the effective interaction between atoms is tuned to be small and attractive, we observe the formation of a matter-wave bright soliton. Propagation of the soliton without spreading over a macroscopic distance of $1.1,$mm is observed.
{"title":"Mixtures of ultracold gases: Fermi sea and Bose-Einstein condensate of lithium isotopes","authors":"F. Schreck","doi":"10.1051/ANPHYS:2003004","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003004","url":null,"abstract":"This thesis presents studies of quantum degenerate atomic gases of fermionic $^6$Li and bosonic $^7$Li. Degeneracy is reached by evaporative cooling of $^7$Li in a strongly confining magnetic trap. Since at low temperatures direct evaporative cooling is not possible for a polarized fermionic gas, $^6$Li is sympathetically cooled by thermal contact with $^7$Li. In a first series of experiments both isotopes are trapped in their low-field seeking higher hyperfine states. A Fermi degeneracy of $T/T_F=0.25(5)$ is achieved for $10^5$ fermions. For more than $sim 300$ atoms, the $^7$Li condensate collapses, due to the attractive interatomic interaction in this state. This limits the degeneracy reached for both species. To overcome this limit, in a second series of experiments $^7$Li and $^6$Li atoms are transferred to their low field seeking lower hyperfine states, where the boson-boson interaction is repulsive but weak. The inter-isotope collisions are used to thermalize the mixture. A $^7$Li Bose-Einstein condensate (BEC) of $10^4$ atoms immersed in a Fermi sea is produced. The BEC is quasi-one-dimensional and the thermal fraction can be negligible. The measured degeneracies are $T/T_C=T/T_F=0.2(1)$. The temperature is measured using the bosonic thermal fraction, which vanishes at the lowest temperatures, limiting our measurement sensitivity. In a third series of experiments, the bosons are transferred into an optical trap and their internal state is changed to $|F=1,m_F=1rangle$, the lowest energy state. A Feshbach resonance is detected and used to produce a BEC with tunable atomic interactions. When the effective interaction between atoms is tuned to be small and attractive, we observe the formation of a matter-wave bright soliton. Propagation of the soliton without spreading over a macroscopic distance of $1.1,$mm is observed.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"17 1","pages":"1-166"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2003-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78710489","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Les chimistes ont cree, dans les dernieres annees du vingtieme siecle, des molecules magnetiques dont le spin (typiquement s = 10) est suffisamment grand pour que le temps de relaxation de l'aimantation puisse devenir macroscopique a basse temperature. Ces nouveautes donnent lieu a des phenomenes nouveaux dont nous donnons ici une description detaillee. Nous commencons par rappeler les concepts fondamentaux du magnetisme, tels que l'anisotropie et l'echange, puis nous decrivons les molecules a grand spin et nous les situons dans le monde du magnetisme. Dans le deuxieme chapitre, nous etudions la relaxation magnetique thermiquement activee, en utilisant l'equation maitresse et en evaluant ses coefficients a partir de l'interaction spin-phonons et de la regle d'or. Le troisieme chapitre est consacre a l'effet tunnel d'un spin isole, et nous calculons l'ecart tunnel par des methodes simples. Nous obtenons en particulier les valeurs du champ magnetique ou la separation tunnel s'annule (points « diaboliques »). Dans le quatrieme chapitre, nous decrivons brievement des methodes alternatives basees sur les integrales sur les chemins. Dans le cinquieme chapitre, nous etudions l'effet, toujours sur un spin isole, d'un champ magnetique dependant du temps, qui declenche le retournement partiel des spins au moment ou la valeur du champ autorise l'effet tunnel. Le sixieme chapitre est consacre a l'interaction du spin avec son environnement a basse temperature, quand la relaxation magnetique est due aux interactions dipolaires avec les autres spins moleculaires et avec les spins nucleaires. Dans le septieme et dernier chapitre, nous traitons l'effet tunnel du spin entre etats excites, phenomene original et important dans ces materiaux. Enfin, dans six annexes, nous rappelons les constantes fondamentales et les differentes notations courantes, la correspondance entre les divers types de champs magnetiques, la demonstration de la loi d'Arrhenius a partir de l'equation maitresse, celle de la formule de Landau-Zener-Stuckelberg, puis nous ebauchons une theorie de l'effet tunnel magnetique en presence d'interactions hyperfines. A la fin de l'ouvrage, un index permet de retrouver les definitions des differents concepts.
{"title":"Magnétisme des cristaux de molécules à grand spin","authors":"J. Villain","doi":"10.1051/ANPHYS:2003003","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003003","url":null,"abstract":"Les chimistes ont cree, dans les dernieres annees du vingtieme siecle, des molecules magnetiques dont le spin (typiquement s = 10) est suffisamment grand pour que le temps de relaxation de l'aimantation puisse devenir macroscopique a basse temperature. Ces nouveautes donnent lieu a des phenomenes nouveaux dont nous donnons ici une description detaillee. Nous commencons par rappeler les concepts fondamentaux du magnetisme, tels que l'anisotropie et l'echange, puis nous decrivons les molecules a grand spin et nous les situons dans le monde du magnetisme. Dans le deuxieme chapitre, nous etudions la relaxation magnetique thermiquement activee, en utilisant l'equation maitresse et en evaluant ses coefficients a partir de l'interaction spin-phonons et de la regle d'or. Le troisieme chapitre est consacre a l'effet tunnel d'un spin isole, et nous calculons l'ecart tunnel par des methodes simples. Nous obtenons en particulier les valeurs du champ magnetique ou la separation tunnel s'annule (points « diaboliques »). Dans le quatrieme chapitre, nous decrivons brievement des methodes alternatives basees sur les integrales sur les chemins. Dans le cinquieme chapitre, nous etudions l'effet, toujours sur un spin isole, d'un champ magnetique dependant du temps, qui declenche le retournement partiel des spins au moment ou la valeur du champ autorise l'effet tunnel. Le sixieme chapitre est consacre a l'interaction du spin avec son environnement a basse temperature, quand la relaxation magnetique est due aux interactions dipolaires avec les autres spins moleculaires et avec les spins nucleaires. Dans le septieme et dernier chapitre, nous traitons l'effet tunnel du spin entre etats excites, phenomene original et important dans ces materiaux. Enfin, dans six annexes, nous rappelons les constantes fondamentales et les differentes notations courantes, la correspondance entre les divers types de champs magnetiques, la demonstration de la loi d'Arrhenius a partir de l'equation maitresse, celle de la formule de Landau-Zener-Stuckelberg, puis nous ebauchons une theorie de l'effet tunnel magnetique en presence d'interactions hyperfines. A la fin de l'ouvrage, un index permet de retrouver les definitions des differents concepts.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"43 1","pages":"1-96"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2003-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78777953","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Ce travail porte sur l'etude experimentale resolue en temps de la dynamique atomique et moleculaire prenant place sur une echelle de temps femtoseconde. Il presente deux orientations distinctes et complementaires. La premiere concerne l'etude de la dynamique de paquets d'ondes dans des atomes et dimeres d'alcalins (K, K 2 ) par des methodes pompe-sonde. Dans le cas du potassium atomique le paquet d'ondes est une superposition des etats de structure fine de l'etat 4p et represente un paquet de spin electronique. Nous observons la dynamique de ce paquet d'ondes au cours du temps et montrons que celle-ci correspond a une inversion du sens d'orientation du spin. Le formalisme theorique des etats brillants et noirs est particulierement adapte a la description de ce type de dynamique. Nous presentons alors une methode originale qui, tirant avantage du mouvement d'inversion du spin, permet de produire des electrons polarises en spin a l'echelle femtoseconde. Dans le cas des molecules, le paquet d'ondes cree est une superposition d'etats vibrationnels. Nous presentons les resultats d'une etude systematique de la dynamique de paquet d'ondes vibrationnel dans les etats electroniques A 1 Σ + u et 2 1 Π g . Le signal pompe-sonde depend alors de la competition entre les dynamiques associees aux paquets d'ondes crees dans les deux etats electroniques. La deuxieme partie traite d'experiences d'interferences de paquets d'ondes dans des systemes similaires (K, Cs, Cs 2 ). Cette technique, complementaire de la premiere, consiste a faire interagir une sequence de deux impulsions identiques avec un systeme atomique ou moleculaire. Cette interaction resulte de l'interference des deux paquets d'ondes crees par les deux impulsions laser. Ces interferences permettent de realiser le controle coherent de la probabilite d'excitation. Dans le cas des atomes, nous presentons les resultats des experiences realises sur la transition a un photon 4s-4p du potassium et a deux photons 6s-7d du cesium. Deux regimes d'interferences sont mis en evidence: le regime d'interferences optiques qui se produit quand les deux impulsions se chevauchent dans le temps et le regime d'interferences quantiques qui se produit quand les deux impulsons sont separes dans le temps. Nous explorons le comportement de ces deux types d'interferences dans un grand nombre de situations originales (regime sature, cas d'impulsions a derive de frequence, etc.) qui nous permettent de mieux comprendre les avantages et les limites de cette technique. Dans le cas des molecules, l'interaction de la sequence des deux impulsions conduit a l'interference des paquets d'ondes vibrationnels. Nous analysons et discutons dans ce cas-la des effets d'une distribution thermique dans l'etat initial sur le signal de controle coherent.
这项工作涉及在飞秒时间尺度上进行原子和分子动力学的时间分辨率实验研究。它提出了两种截然不同且相辅相成的方法。第一个是用探针泵法研究碱原子和二聚体(K, k2)中的波包动力学。在原子钾的情况下，波包是4p状态的精细结构状态的叠加，代表一个电子自旋包。我们观察了波束随时间的动力学，并表明它对应于自旋方向的反转。闪亮状态和黑色状态的理论形式主义特别适合描述这种动态。然后，我们提出了一种原始的方法，利用自旋反转运动，在飞秒尺度上产生自旋极化电子。在分子的情况下，克里波包是振动状态的叠加。英孚动态系统的研究结果vibrationnel波包在各1 .电子ΣΠg u + 2和1。因此，泵-探头信号依赖于与两种电子态产生的波包相关的动力学竞争。第二部分讨论了类似系统(K, Cs, cs2)的波包干扰实验。这种技术是第一种技术的补充，包括使两个相同脉冲的序列与原子或分子系统相互作用。这种相互作用是由两个激光脉冲产生的两个波包的干涉产生的。这些干扰使激发概率的相干控制成为可能。在原子的情况下，我们给出了从一个4s-4p的钾光子和两个6s-7d的铯光子跃迁的实验结果。提出了两种干扰状态:当两个脉冲在时间上重叠时发生的光学干扰状态和当两个脉冲在时间上分离时发生的量子干扰状态。我们探索了这两种类型的干扰在许多原始情况下的行为(饱和状态，频率a脉冲的情况，等等)，这使我们更好地理解这种技术的优点和局限性。在分子的情况下，两个脉冲序列的相互作用导致振动波包的干扰。在这种情况下，我们分析和讨论了初始状态热分布对相干控制信号的影响。
{"title":"Dynamique et interférence de paquets d'ondes dans les atomes et dimères d'alcalins","authors":"M. Bouchene","doi":"10.1051/ANPHYS:2003002","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2003002","url":null,"abstract":"Ce travail porte sur l'etude experimentale resolue en temps de la dynamique atomique et moleculaire prenant place sur une echelle de temps femtoseconde. Il presente deux orientations distinctes et complementaires. La premiere concerne l'etude de la dynamique de paquets d'ondes dans des atomes et dimeres d'alcalins (K, K 2 ) par des methodes pompe-sonde. Dans le cas du potassium atomique le paquet d'ondes est une superposition des etats de structure fine de l'etat 4p et represente un paquet de spin electronique. Nous observons la dynamique de ce paquet d'ondes au cours du temps et montrons que celle-ci correspond a une inversion du sens d'orientation du spin. Le formalisme theorique des etats brillants et noirs est particulierement adapte a la description de ce type de dynamique. Nous presentons alors une methode originale qui, tirant avantage du mouvement d'inversion du spin, permet de produire des electrons polarises en spin a l'echelle femtoseconde. Dans le cas des molecules, le paquet d'ondes cree est une superposition d'etats vibrationnels. Nous presentons les resultats d'une etude systematique de la dynamique de paquet d'ondes vibrationnel dans les etats electroniques A 1 Σ + u et 2 1 Π g . Le signal pompe-sonde depend alors de la competition entre les dynamiques associees aux paquets d'ondes crees dans les deux etats electroniques. La deuxieme partie traite d'experiences d'interferences de paquets d'ondes dans des systemes similaires (K, Cs, Cs 2 ). Cette technique, complementaire de la premiere, consiste a faire interagir une sequence de deux impulsions identiques avec un systeme atomique ou moleculaire. Cette interaction resulte de l'interference des deux paquets d'ondes crees par les deux impulsions laser. Ces interferences permettent de realiser le controle coherent de la probabilite d'excitation. Dans le cas des atomes, nous presentons les resultats des experiences realises sur la transition a un photon 4s-4p du potassium et a deux photons 6s-7d du cesium. Deux regimes d'interferences sont mis en evidence: le regime d'interferences optiques qui se produit quand les deux impulsions se chevauchent dans le temps et le regime d'interferences quantiques qui se produit quand les deux impulsons sont separes dans le temps. Nous explorons le comportement de ces deux types d'interferences dans un grand nombre de situations originales (regime sature, cas d'impulsions a derive de frequence, etc.) qui nous permettent de mieux comprendre les avantages et les limites de cette technique. Dans le cas des molecules, l'interaction de la sequence des deux impulsions conduit a l'interference des paquets d'ondes vibrationnels. Nous analysons et discutons dans ce cas-la des effets d'une distribution thermique dans l'etat initial sur le signal de controle coherent.","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"127 1","pages":"1-57"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2002-11-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89619117","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
L'objectif general de cet ouvrage consacre a l'etude des processus physico- chimiques de l'effervescence des vins de Champagne etait de decortiquer les differentes etapes de la vie d'une bulle de champagne en conditions reelles de consommation, dans une flute. Nous resumons ci-apres les principaux resultats obtenus pour chacune des etapes de la vie de la bulle, depuis sa naissance sur les parois d'une flute, jusqu'a son eclatement en surface. Naissance de la bulle A l'aide d'une camera munie d'un objectif de microscope, nous avons pu mettre en evidence les particules qui jouent le role de sites de nucleation des bulles sur les parois d'une flute a champagne. Dans la tres grande majorite des cas, ce sont des fibres creuses et allongees, de quelques dizaines a quelques centaines de microns, qui assurent la production repetitive de bulles par nucleation heterogene non classique (de type IV). Cette production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation est caracterisee par une gamme de frequences de bullage assez large. Au sein d'une meme flute, immediatement apres le versement, nous avons mesure des frequences qui varient de moins de 1 Hz a presque 30 Hz. C'est donc jusqu'a 30 bulles qui sont emises chaque seconde par les sites de nucleation les plus actifs. Vitesse ascensionnelle d'une bulle Pour mesurer la vitesse d'une bulle tout au long de son trajet vers la surface libre du champagne, nous avons tire profit de la production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation. Par la mise en place d'un dispositif experimental simple qui associe une lumiere stroboscopique et un appareil photographique muni de bagues macros, nous avons pu acceder a l'observation fine des trains de bulles ainsi qu'a la determination de la vitesse ascensionnelle des bulles. Les mesures experimentales du rayon et de la vitesse d'une bulle nous ont permis de determiner le coefficient de trainee d'une bulle montante qui constitue une mesure indirecte de son etat de surface en terme de mobilite interfaciale. Ces mesures nous ont montre que l'interface d'une bulle de champagne conserve une grande mobilite pendant sa phase ascensionnelle. C'est la faible dilution du champagne en macromolecules tensioactives et le grossissement continu des bulles pendant l'ascension qui assurent aux bulles une faible contamination de leur interface en molecules tensioactives. Pour comparaison, nous avons realise le meme type de mesures sur des bulles de biere. Le contenu en macromolecules tensioactives etant beaucoup plus important dans une biere, l'effet de dilution du materiel tensioactif a la surface des bulles lie a l'accroissement de la surface des bulles ne compense plus l'adsorption massive des tensioactifs a la surface des bulles. Contrairement aux bulles du champagne, les bulles de biere adoptent vite un comportement de type sphere rigide. Eclatement d'une bulle en surface Nous avons obtenu des images de la situation qui suit immediatement la rupture du mince film
{"title":"La physique des bulles de champagne. - Une première approche des processus physico-chimiques liés à l'effervescence des vins de Champagne","authors":"G. Liger-Belair","doi":"10.1051/ANPHYS:2002004","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/ANPHYS:2002004","url":null,"abstract":"L'objectif general de cet ouvrage consacre a l'etude des processus physico- chimiques de l'effervescence des vins de Champagne etait de decortiquer les differentes etapes de la vie d'une bulle de champagne en conditions reelles de consommation, dans une flute. Nous resumons ci-apres les principaux resultats obtenus pour chacune des etapes de la vie de la bulle, depuis sa naissance sur les parois d'une flute, jusqu'a son eclatement en surface.\u2029 Naissance de la bulle A l'aide d'une camera munie d'un objectif de microscope, nous avons pu mettre en evidence les particules qui jouent le role de sites de nucleation des bulles sur les parois d'une flute a champagne. Dans la tres grande majorite des cas, ce sont des fibres creuses et allongees, de quelques dizaines a quelques centaines de microns, qui assurent la production repetitive de bulles par nucleation heterogene non classique (de type IV). Cette production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation est caracterisee par une gamme de frequences de bullage assez large. Au sein d'une meme flute, immediatement apres le versement, nous avons mesure des frequences qui varient de moins de 1 Hz a presque 30 Hz. C'est donc jusqu'a 30 bulles qui sont emises chaque seconde par les sites de nucleation les plus actifs.\u2029 Vitesse ascensionnelle d'une bulle Pour mesurer la vitesse d'une bulle tout au long de son trajet vers la surface libre du champagne, nous avons tire profit de la production repetitive de bulles au niveau des sites de nucleation. Par la mise en place d'un dispositif experimental simple qui associe une lumiere stroboscopique et un appareil photographique muni de bagues macros, nous avons pu acceder a l'observation fine des trains de bulles ainsi qu'a la determination de la vitesse ascensionnelle des bulles. Les mesures experimentales du rayon et de la vitesse d'une bulle nous ont permis de determiner le coefficient de trainee d'une bulle montante qui constitue une mesure indirecte de son etat de surface en terme de mobilite interfaciale. Ces mesures nous ont montre que l'interface d'une bulle de champagne conserve une grande mobilite pendant sa phase ascensionnelle. C'est la faible dilution du champagne en macromolecules tensioactives et le grossissement continu des bulles pendant l'ascension qui assurent aux bulles une faible contamination de leur interface en molecules tensioactives. Pour comparaison, nous avons realise le meme type de mesures sur des bulles de biere. Le contenu en macromolecules tensioactives etant beaucoup plus important dans une biere, l'effet de dilution du materiel tensioactif a la surface des bulles lie a l'accroissement de la surface des bulles ne compense plus l'adsorption massive des tensioactifs a la surface des bulles. Contrairement aux bulles du champagne, les bulles de biere adoptent vite un comportement de type sphere rigide.\u2029 Eclatement d'une bulle en surface Nous avons obtenu des images de la situation qui suit immediatement la rupture du mince film","PeriodicalId":50779,"journal":{"name":"Annales De Physique","volume":"19 1","pages":"1-106"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2002-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72731530","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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