Collective effects in RF-dressed 39 potassium ultra-cold gases

Effets collectifs dans les gaz ultra-froids de potassium 39 habillé par radio-fréquence

Alfred Hammond (1)

1 Laboratoire Charles Fabry / Gaz Quantiques

Just like Van der Waals gases, quantum gases have some universal thermodynamic properties in deviation to the ideal gas. A dilute quantum fluid of neutral particles has an equation of state involving very few intrinsic parameters. The use of mixtures of two Bose-Einstein condensate allow for the diminution or even cancellation of some terms in the dynamical equation of the fluid. In this context, it was experimentally observed that the physics of an ultra-cold RF-dressed atomic gas (quantum coherent mixture) is much richer than in absence of RF coupling. On the one hand, collective effects usually insignificant - three body elastic interactions - rise and dominate the mean-field properties of the fluid. On the other hand, some beyond-mean field effects - interaction renormalization and quantum vacuum energy - are modified and enhanced. Consequently, We observed novel dynamical properties in potassium 39 RF dressed quantum gases.

Tout comme les gaz de Van der Waals, les gaz quantiques ont des propriétés thermodynamiques universelles et proches de celles du gaz parfait. Un fluide quantique dilué de particules neutres a une équation d'état faisant intervenir peu de paramètres intrinsèques. L'utilisation d'un mélange de deux condensats de Bose-Einstein permet de diminuer voire d'annuler complètement certains termes de l'équation dynamique du fluide. Dans ce contexte, il a été observé expérimentalement que la physique d'un gaz atomique habillé par un champ radio-fréquence (mélange quantique) est beaucoup plus riche qu'en l'absence du champ. D'une part, des effets collectifs habituellement négligeables - interactions élastiques à trois corps - apparaissent et deviennent prépondérant dans les propriétés de champ moyen du fluide. D'autre part, des effets au-delà du champ moyen - renormalisation des interactions et énergie quantique de point zéro - sont modifiés et exaltés. En conséquence, nous avons pu observer des propriétés dynamiques nouvelles dans des gaz quantiques de potassium 39 habillés par radio-fréquence.

Mots clés: Bec; Spin mixture; Potassium; Quantum droplets; Coherent mixture; Dressed atom

Mots clés: Gouttes quantiques; Couplage cohérent; Atome habillé; Mélange de spin; Potassium; Bec

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Alfred Hammond. Collective effects in RF-dressed 39 potassium ultra-cold gases. Other [cond-mat.other]. Université Paris-Saclay, 2023. English. ⟨NNT : 2023UPASP128⟩. ⟨tel-04446638⟩