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Les condensats de Bose-Einstein
/ UTLS - la suite
/ 22-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
DALIBARD Jean
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Le laser, outil privilégié du chirurgien et du soudeur, est souvent associé à l'idée de chaleur. Depuis une vingtaine d'années, on sait pourtant l'utiliser pour refroidir les atomes d'un gaz à une température extrêmement basse, de l'ordre du microkelvin. A cette température, la vitesse d'agitation thermique des atomes devient très faible, de l'ordre du centimètre par seconde, à comparer aux centaines de mètres par seconde des molécules de l'air qui nous entoure. Selon la relation découverte par Louis de Broglie, la longueur d'onde associée aux particules augmente lors du refroidissement, et peut même atteindre la distance moyenne entre atomes voisins. Les atomes perdent alors leur individualité, s'accumulent dans un même niveau quantique, et le gaz bascule vers un état aux propriétés spectaculaires, état prédit en 1925 par Einstein à partir des travaux de Bose, mais qui n'a pu être observé qu'à partir de 1995. L'exposé présentera les principes physiques à la base de la manipulation et du refroidissement des atomes. Il décrira également quelques expériences mettant en évidence les propriétés de cohérences très spéciales de ces condensats de Bose-Einstein, pour conclure sur les perspectives ouvertes par ces systèmes, aussi bien dans le domaine des mesures de haute précision qu'en physique statistique Mot(s) clés libre(s) : basse température, boson, condensation de Bose-Einstein, échelle macroscopique, état de la matière, fermion, longueur d’onde, mécanique quantique, refroidissement laser, refroidissement par évaporation, superfluidité, supraconductivité
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Les gaz quantiques : du refroidissement lumineux aux lasers à atomes
/ Physique au Printemps 2010, ENS Lyon CultureSciences-Physique, Catherine Simand
/ 07-04-2010
/ Unisciel
Dalibard Jean
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Une conférence de Jean Dalibard, chercheur au laboratoire Kastler Brossel, présentée dans le cadre de
"Physique au Printemps" 2010. Une conférence très pédagogique pour comprendre la technique du refroidissement
d'atomes par laser et piège magnétique jusqu'à la condensation de Bose-Einstein et
l'utilisation de ce gaz d'atomes ultra-froids pour former des faisceaux d'atomes cohérents et les faire interférer. Mot(s) clés libre(s) : laser, laser à atomes, boson, condensation de Bose-Einstein, condensat de Bose-Einstein, gaz d'atomes ultra-froids, refroidissement par laser, piège magnétique, interférences
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Manipulation et visualisation des ondes de matière
/ UTLS - la suite
/ 05-07-2001
/ Canal-U - OAI Archive
COHEN-TANNOUDJI Claude
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Les ondes de matières constituent un nouvel état de la matière pour lequel de nombreuses recherches sont en court dans le monde entier. On peut les définir ainsi : il existe une dualité onde corpuscule qui associe à tout objet physique à la fois un corpuscule et une onde. Une onde de matière est un cas particulier où un nombre macroscopique d'atomes se trouvent tous décrits par la même fonction d'onde. On peut aujourd'hui réaliser et visualiser de telles ondes grâce à des procédés tels que le refroidissement des atomes ou la condensation de Bose-Einstein. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives sur la connaissance et la compréhension de la matière. Mot(s) clés libre(s) : boson, condensation de Bose-Einstein, corpuscule, dualité onde-particule, état de la matière, fermion, lumière, mécanique quantique, onde de matière, photon, refroidissement laser
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Le refroidissement d'atomes par des faisceaux laser
/ Mission 2000 en France
/ 04-08-2000
/ Canal-U - OAI Archive
COHEN-TANNOUDJI Claude
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En utilisant des échanges quasi-résonnants d'énergie, d'impulsion et de moment cinétique entre atomes et photons, il est possible de contrôler au moyen de faisceaux laser la vitesse et la position d'un atome neutre et de le refroidir à des températures très basses, de l'ordre du microKelvin, voire du nanoKelvin. Quelques mécanismes physiques de refroidissement seront passés en revue, de même que quelques applications possibles des atomes ultra-froids ainsi obtenus (horloges atomiques, interférométrie atomique, condensation de Bose-Einstein, lasers à atomes, etc.). Mot(s) clés libre(s) : absorption de lumière, condensation de Bose-Einstein, dualité onde-corpuscule, effet Doppler, émission de photons, horloge atomique, lumière, mécanique quantique, refroidissement laser, structure atomique
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Atomes ultrafroids et ondes de matière
/ Les Grandes Conférences de Lyon 2010, ENS Lyon CultureSciences-Physique, Catherine Simand
/ 25-03-2010
/ Unisciel
Cohen-Tannoudji Claude
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Un lien vers le podcast d'une conférence du cycle 2010 des Grandes
Conférences de Lyon, organisées par l'Université de Lyon. Une conférence du prix Nobel de physique 1997
Claude Cohen-Tannoudji, consacrée à quelques mécanismes de refroidissement et de piégeage des atomes
avec des faisceaux laser. Applications des atomes ultra-froids obtenus : condensats de Bose-Einstein, lasers à atomes. Mot(s) clés libre(s) : refroidissement par laser, piège magnétique, gaz d'atomes ultra-froids, boson, condensation de Bose-Einstein, condensat de Bose-Einstein, horloge atomique, laser, laser à atomes, interférences, interférométrie atomique
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La superfluidité
/ Mission 2000 en France
/ 10-08-2000
/ Canal-U - OAI Archive
BALIBAR Sébastien
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"Peut-on voir au moins une propriété quantique de la matière à l'oeil nu ? Oui, il suffit de regarder de l'hélium liquide à suffisamment basse température. Je montrerai un liquide qui cesse de bouillir, jaillit en fontaine lorsqu'on le chauffe, s'écoule sans viscosité hors des récipients où l'on tente de l'enfermer (d'où son nom de " superfluide ")... J'expliquerai ensuite comment ces propriétés surprenantes ont été associées au comportement collectif quantique des atomes, un phénomène connu sous le nom de " Condensation de Bose-Einstein ". Les différents états de la matière correspondent à différents degrés d'ordre ou de désordre. Lorsqu'un liquide cristallise, par exemple, c'est la position des atomes dans l'espace qui s'ordonne. Lorsqu'un fluide devient superfluide c'est leurs mouvements qui deviennent collectifs. De même qu'un superfluide coule sans viscosité, un supraconducteur conduit l'électricité sans résistance. La superfluidité est semblable à la supraconductivité des métaux. Connue depuis 1937 dans l'hélium, la superfluidité a été découverte en 1999 dans différentes vapeurs alcalines. Nous verrons que la rotation d'un superfluide est très particulière, parce que quantifiée. Dans l'hélium comme dans le rubidium, nous montrerons des images de tourbillons quantiques où la vitesse du fluide est reliée à la constante de Planck. Pour conclure, nous décrirons comment la superfluidité peut servir à mesurer la rotation de la terre, et pourquoi l'on pense que l'intérieur des étoiles à neutrons est superfluide." Mot(s) clés libre(s) : basse température, condensation de Bose-Einstein, conductivité thermique, écoulement d'un liquide, état de la matière, fluide, hélium, mécanique des fluides, mécanique quantique, supraconductivité, tourbillon, viscosité
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EINSTEIN ET LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE
/ Jean MOUETTE
/ 08-09-2015
/ Canal-u.fr
BALIBAR Françoise
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Après avoir parcouru les diverses étapes de l'épineux chemin suivi par
Einstein pour l'établissement de la théorie de la relativité générale,
de 1907 à la fin de l'année 1915 (en pleine guerre, donc), je me propose
de passer en revue l'histoire des trois "tests" observationnels
(courbure des rayons de lumière au voisinage du Soleil, avance du
périhélie de Mercure, décalage vers le rouge des raies spectrales),
suggérés par Einstein lui-même comme étant susceptibles de mettre sa
théorie à l'épreuve. Ce qui me conduira à réfléchir sur le rôle
apparemment "second" (de simple vérification), rôle important mais non
nécessaire, accordé par Einstein aux données "expérimentales", tout en
soulignant le rôle, absolument nécessaire mais finalement assez peu
important, accordé par lui aux développements mathématiques au sens
technique du terme. Je terminerai en essayant de caractériser ce qui,
pour Einstein en tout cas, fait que l'activité scientifique produit de
la pensée. Mot(s) clés libre(s) : relativité générale, histoire des sciences, épistémologie, théorie de la Relativité, Albert Einstein
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Einstein aujourd'hui
/ UTLS - la suite
/ 20-06-2005
/ Canal-U - OAI Archive
BALIBAR Françoise
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Parce qu'il est universellement célèbre, tout le monde croit connaître Einstein. Les physiciens, à cet égard, ne font pas exception à la règle. On va répétant à l'envie les mêmes lieux communs sur l'effet qu'ont eu les découvertes d'Einstein sur le cours de la physique, sur la manière dont il est parvenu à établir sa théorie, ou plutôt ses théories. Pire : on continue à enseigner la physique d'avant Einstein, la physique classique comme s'il n'avait pas modifié le point de vue que les physiciens portent dans leur pratique quotidienne sur leur propre discipline. Dans cette conférence, je tenterai de replacer l'apport d'Einstein dans le contexte de la fin du dix-neuvième siècle ce qui, inévitablement m'amènera à parler des contributions de Poincaré et Lorentz à la théorie dite de la relativité restreinte : Einstein n'est ni cet extra-terrestre venu révolutionner la physique presque malgré elle que l'on a trop souvent dépeint, ni cet imposteur que certains briseurs d'idoles aimeraient faire descendre de son piédestal usurpé. Je soutiendrai la thèse que c'est sur la question des principes, leur définition, leur nécessité et leur force de contrainte que, d'un point de vue épistémologique, l'intervention d'Einstein dans la physique s'est principalement fait sentir. Mot(s) clés libre(s) : Einstein, épistémologie, histoire de la physique, Lorentz, mécanique statistique, Poincaré, théorie de la relativité
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Les tests et effets de la physique quantique
/ Mission 2000 en France
/ 01-08-2000
/ Canal-U - OAI Archive
ASPECT Alain
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Depuis son émergence dans les années 1920, la Mécanique Quantique n'a cessé d'interpeller les physiciens par le caractère non intuitif de nombre de ses prédictions. On connaît l'intensité du débat entre Bohr et Einstein sur cette question. Le caractère incontournable de la Mécanique quantique au niveau microscopique est très vite apparu évident, puisque cette théorie fournit une description cohérente de la structure de la matière. En revanche, un doute pouvait subsister sur la validité au niveau macroscopique de prédictions étonnantes comme la dualité onde particule, ou les corrélations à distance entre particules intriquées. Après la publication des inégalités de Bell, en 1965, on a réalisé que les prédictions de la Mécanique quantique sur ces corrélations à distance étaient en contradiction avec la vision du monde (réalisme local) défendue par Einstein, et qu'il devenait possible de trancher ce conflit par des tests expérimentaux. Les expériences réalisées depuis plus de deux décennies avec des paires de photons corrélés ont confirmé de façon indubitable la justesse des prédictions quantiques, et donc la nécessité de renoncer à certaines images plus intuitives défendues par Einstein. Ces travaux très fondamentaux débouchent aujourd'hui sur des applications inattendues : cryptographie quantique, ordinateur quantique... Mot(s) clés libre(s) : dualité onde-particule, Einstein-Podolsky-Rosen, inégalités de Bell, intrication quantique, lumière, mécanique quantique, optique, paradoxe EPR, polarisation
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LE PHOTON, PARTICULE OU ONDE ?
/ Jean MOUETTE
/ 03-11-2015
/ Canal-u.fr
ASPECT Alain
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La notion de particule de lumière - le photon - introduite par Einstein
en 1905, est difficile à concilier avec le modèle ondulatoire de la
lumière, fermement établi au XIXème siècle par Young, Fresnel, Maxwell,
et bien d'autres... La dualité onde-particule de Louis de Broglie reste
aujourd'hui "un grand mystère", comme a pu l'écrire le grand physicien
Richard Feynman. Les méthodes modernes de l'optique quantique ont permis
de réaliser ce qui n'était pendant longtemps que des "expériences de
pensée". On décrira quelques expériences sur la lumière qui mettent en
évidence le caractère intriguant de la dualité onde-particule,
aujourd'hui mise à profit dans certaines procédures de cryptographie
quantique. Mot(s) clés libre(s) : optique quantique, photon, dualité onde-particule, cryptographie quantique, Albert Einstein, Alain Aspect
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