Laboratoire de Physique Théorique
Toulouse - UMR 5152

Les nouvelles techniques de manipulation des fonctions d’ondes atomiques permettent d’étudier directement, avec un gaz d’atomes ultra-froids, des modèles de physique de la matière condensée. Plusieurs exemples l’illustrent dans le domaine du transport quantique : transition Superfluide/Isolant de Mott, gaz de Tonks-Girardeau, localisation d’Anderson, blocage coulombien. D’autres modèles pourraient également bénéficier de ce parallèle. Par exemple le phénomène de supraconductivité à haute température conserve des zones d’ombres. Ou encore l’effet Hall quantique fractionnaire est la seule manifestation expérimentale de particules présentant une statistique fractionnaire mais doit pouvoir être obtenue dans un gaz d’atomes froids. Je présenterais dans un premier temps le projet de localisation d’Anderson à trois dimensions que nous développons à l’institut d’optique. Je présenterais ensuite plus particulièrement mes travaux effectués à l’Université Johannes Gutenberg de Mayence dans l’équipe d’Immanuel Bloch sur l’étude de systèmes fortement corrélés en présence d’interactions fortes, dans des réseaux optiques à trois dimensions. Le transport quantique en présence d’interaction est gouverné par des processus d’ordre multiple où plusieurs atomes effectuent un saut tunnel de manière corrélée. L’ajout d’un réseau supplémentaire sur une dimension nous a permis de créer un réseau de doubles puits de potentiels, chargés avec un nombre d’atomes contrôlé, afin d’étudier différents effets tunnels corrélés. Ces expériences sont les premières pierres d’études pouvant mener à la simulation des systèmes supraconducteurs ou à statistique fractionnaire.