Bulletin de santé de la manip lithium et étude théorique d’un gaz de fermions déséquilibré

Bulletin de santé de la manip lithium et étude théorique d’un gaz de fermions déséquilibré Séminaire lithium : 10 février 2006

Étude de l’appendicectomie d’une cellule Hellma Forte dégradation de la qualité du vide !

Améliorations de l’expérience (1) 1) Élargissement de l’appendice (largeur 7 mm9 mm) Modification des bobines et barres de champs magnétiques (visite de Gabriele Ferrari).

Améliorations de l’expérience (2) 2) Bobinage d’un nouveau ralentisseur Zeeman

Livraison des 57 kg de ralentisseur

Améliorations de l’expérience (3) 3) Modifications diverses - Installation de hottes à flux laminaire - Ajout d’une pompe ionique - Développement de nouvelles diodes esclaves

Effet d’un déséquilibre de population des espèces de spin d’un gaz de fermions unitaires

EF,1< EF,2 Motivations EF,1=EF,2 Étude des gaz de fermions possédant deux espèces de spin de même population  théorie BCS, appariement en bord de surface de Fermi. Nature et existence de la superfluidité fermionique en présence d’un déséquilibre des surface de Fermi(déséquilibre de densité et/ou appariement de particules de masses distinctes) Ex: supraconducteurs en champ magnétique Gaz de quarks

Survol des scénarios théoriques Stabilité de l’état apparié : (µ1>µ2) conversion d’une particule 21 : Baisse le grand potentiel H - µ1 N1- µ2 N2: µ1-µ2 Coût de la paire brisée : D  État apparié stable pour µ1-µ2D Phases concurrentes Phase « polarisée » :une seule espèce de spin (Carlson, PRL 95, 060401 (2005)) Phase FFLO (Fulde Ferrell Larkin Ovshinikov) : appariement dans k1+k20. (C. Mora et R. Combescot, PRB 71, 214504 (2005)) Phase de Sarma (gap interne) :appariement dans k1+k2=0 ouverture d’un gap dans la mer de Fermi de l’espèce 1. (Liu, PRL 90, 047002 (2003))

Deux résultats récents : Expérience de MIT (Science express 22 décembre 2005) Caractérisation de la superfluidité Manips en temps de vol Démixtion et perte de superfluidité pour les grands déséquilibres. Fraction condensée

Deux résultats récents : Expérience de Rice (Science express 23 décembre 2005) Mesures in-situ du profil du nuage à la limite unitaire (a=). Confirme la démixtion. Espèce majoritaire Espèce minoritaire A-B

Deux résultats récents : Expérience de Rice (2)

Une avalanche de publications ! P. Pieri et G.C. Strinati cond-mat/0512354 : méthode diagrammatique, Extrapolation du régime de condensat de molécules W. Yi et L.-M. Duan, cond-lat/0601006 : BCS à température finie F. Chevy, cond-mat/0601122 : universalité à T=0 M. Haque et H.T.C. Stoof, cond-mat/0601321 : BCS à T=0 T.N. de Silva ety E.J. Mueller, cond-mat/0601314 : BCS à T=0

Couche interne : Couche externe : Interprétation de l’expérience de Rice Approximation de densité locale

Comparaison aux donnée expérimentales Pas de paramètre ajustable !

R2<RT Transition 1er ordre (N1-N2)/(N1+N2) R2>RT Transition 2nd ordre T/TF Au-delà du modèle simple ? 1) Effet de température finie Système homogène, équilibré : Tc=a EF (a~0.2) – transition du 2nd ordre Tc(r) T r RT R2 r

Phase intermédaire Au-delà du modèle simple (2) ? 2) Existence d’une phase intermédiaire P/P1 Superfluide apparié Polarisé -1 -0.06 1 Pour m2=h0m1, énergie d’une particule 2 dans une mer de Fermi de 1

Bulletin de santé de la manip lithium et étude théorique d’un gaz de fermions déséquilibré