Condensation de Bose-Einstein et physique des collisions d’atomes froids

Dans la deuxième leçon, nous avons présenté une introduction à la physique des atomes ultra-froids. Les propriétés des forces radiatives (résonnantes et dispersives) ont été rappelées ainsi que les principes de la manipulation optique des atomes froids. Une description qualitative du refroidissement par évaporation et de la condensation de Bose Einstein a été présentée. La seconde partie de la leçon a été consacrée aux collisions atomiques de basse énergie dans les gaz quantiques dégénérés. Après avoir rappelé les idées essentielles de la théorie des collisions et les propriétés du développement en ondes partielles de diffusion, nous avons caractérisé les collisions atomiques à basse énergie par la longueur de diffusion dans l’onde S. Nous avons interprété physiquement cette longueur et étudié quantitativement sa dépendance par rapport à la forme du potentiel inter-atomique. La notion de potentiel de contact effectif a été introduite et le concept de champ moyen pour la description des condensats a été présenté. Les cas limites des petits et des grands condensats ont été discutés. Le phénomène de résonance de Feshbach qui permet de faire varier continûment et de façon contrôlée la longueur de diffusion et même de changer son signe, a été rapidement présenté.