Aller au contenu Aller au menu Aller à la recherche

accès rapides, services personnalisés
FACULTÉ DE PHYSIQUE
UFR 925

Année 2013

  1. GERD LEUCHS - "Time reversal symmetry in optics"
  2. Anne L'HUILLIER - De l'optique non-linéaire extrême à la physique atomique ultrarapide
  3. Serge HAROCHE - "Le photon d’Einstein et l’atome de Bohr revisités par l’électrodynamique quantique en cavité"
  4. François BOUCHET - "First cosmological results from the Planck satellite"
  5. Lev PITAEVSKII - "Universal Superfluidity in Ultracold Atomic Gases"
  6. Fabiola GIANOTTI - "Higgs boson: the challenges of a very special discovery"
  7. François ENGLERT - "Le mécanisme de Brout-Englert-Higgs et son boson scalaire"
  8. Philip KIM - "Bloch, Landau, and Dirac: Hofstadter’s Butterfly in Graphene"

________________________________

 

 

• 3 DECEMBRE 2013

GERD LEUCHS - "Time reversal symmetry in optics"

 

Gerd LEUCHS

Directeur du Max Planck Institute for the Science of Light. Professeur aux département de Physique de l’Université Erlangen-Nuremberg (Allemagne) et de l’Université d’Ottawa (Canada).

 

RÉSUMÉ :

The presentation will start with an introduction to the general recipe for achieving optimum coupling of light to resonant optical material systems, such as Fabry Perot resonators, super- and sub-wavelength antenna structures. The extreme case for the latter is a single atom, which will be treated in detail. This coupling between light and a single atom is probably the most fundamental process in quantum optics. The best strategy for efficiently coupling light to a single atom in free space depends on the goal. If the goal is to maximally attenuate a laser beam, narrow-band on-resonance laser radiation is required as well as a wave front approaching the atom from a 2π solid angle. If, on the other hand, the goal is to fully absorb the light bringing the atom to the excited state with unit success probability one will have to provide a single photon designed to represent the time reversed wave packet which the atom would emit in a spontaneous emission process. Among other conditions this requires the single photon wave packet impinging from the full 4π solid angle and having the correct temporal shape. Any deviation from the perfect shape will reduce the efficiency. The state of the art is reviewed and the experimental progress is discussed. If the interaction is strong enough it will allow for building a few photon quantum gate without a cavity, with possible applications in quantum information processing such as a quantum repeater.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 13 NOVEMBRE 2013

Anne L'HUILLIER - De l'optique non-linéaire extrême à la physique atomique ultrarapide

 

Anne L'HUILLIER

Professeure de physique atomique à l'Université de Lund, Suède.

 

⇒ RÉSUMÉ :

L’interaction entre un rayonnement laser intense et des atomes conduit à la génération d’harmoniques d’ordre très élevé du champ laser. Dans le domaine temporel, cela correspond à un train d’impulsions très courtes, de durée attoseconde. Cette présentation introduit la physique de ces phénomènes ainsi que les développements récents. Après une première décennie consacrée à la caractérisation des impulsions lumineuses ainsi qu’à des expériences de démonstration, nous commençons à développer une nouvelle physique "ultrarapide". Nous décrirons quelques-unes de ces applications, en particulier concernant la dynamique de la photoionisation.

________________________________________________________________________________________

 

• 5 NOVEMBRE 2013

Serge HAROCHE - "Le photon d’Einstein et l’atome de Bohr revisités par l’électrodynamique quantique en cavité"

 

Serge HAROCHE

Professeur, Laboratoire Kastler Brossel de l’Ecole Normale Supérieure, et Collège de France. (Prix Nobel de Physique 2012).

 

RÉSUMÉ :

Le modèle de Bohr de l’atome d’hydrogène a cent ans cette année. Huit ans après la quantification de la lumière par Einstein et son introduction du concept de photon, le jeune physicien Danois annonçait en 1913 que la matière elle aussi obéissait à la physique des quanta. Il postulait que dans l’atome d’Hydrogène, seules certaines orbites, correspondant à des énergies et à des rayons discrets, étaient autorisées. Il ajoutait que l’émission et l’absorption de la lumière par l’atome s’effectuait par sauts quantiques entre ces orbites discrètes, et que ces sauts, qui survenaient à des instants imprévisibles, étaient accompagnés de l’apparition ou de la disparition des quanta de lumière dont Einstein avait prédit l’existence.
Depuis, la théorie quantique s’est considérablement précisée et sophistiquée, mais ces concepts centenaires ont gardé une remarquable validité. Les expériences d’électrodynamique quantique en cavité que nous réalisons au Laboratoire Kastler-Brossel sur des atomes de Rydberg circulaires interagissant avec des photons piégés dans des cavités supraconductrices illustrent de façon très simple les idées de Bohr et d’Einstein. Les atomes que nous utilisons obéissent au modèle de Bohr et les photons que nous détectons sans les détruire grâce à ces atomes se comportent comme les photons qu’Einstein s’imaginait pouvoir piéger et compter dans une boîte. On peut ainsi considérer ces études comme la réalisation de certaines des expériences de pensée que ces fondateurs de la théorie quantique avaient imaginées, tout en pensant qu’elles resteraient à jamais virtuelles. Je décrirai ces expériences de contrôle et de manipulation de photons par des atomes en montrant qu’elles illustrent les principes de la physique quantique et qu’elles pourraient un jour conduire à des applications intéressantes pour le traitement quantique de l’information.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 14 MAI 2013

François BOUCHET - "First cosmological results from the Planck satellite"

 

François BOUCHET

Directeur de recherches, Institut d'Astrophysique de Paris, CNRS & UMPC, Responsable Scientifique de Planck/HFI.

 

RÉSUMÉ :

Sketched out in 1992, selected by ESA in 1996, launched in 2009, Planck will have delivered on March 21st its first full sky maps of the millimetric emission at 9 frequencies, as well as those which follow from them, and in particular Planck map of the anisotropies of the Cosmic Microwave Background (CMB). The later displays minuscule variations as a function of the observing direction of the temperature of the fossile radiation around its mean temperature of 2.725K. I will briefly describe how these high resolution maps with a precision of a few parts in a million have been obtained, from collection to analysis of the first 500 billion samples of our HFI instrument. CMB anisotropies reveal the imprint of the primordial fluctuations which initiate the growth of the large scale structures of the Universe, as transformed by their evolution, in particular during the first 370 000 years, i.e. till the Universe became transparent and the forming of the image we record today. The statistical characteristics of these anisotropies allow constraining jointly the physics of the creation of the primordial fluctuations and that of their evolution. They teach us the possible value of the parameters of the models which we confront to data. I will describe Planck estimates of the density of the constituents of the Universe (usual matter, cold dark matter or CDM, dark energy...), and their implication in terms of derived quantities like the expansion rate or the spatial curvature. I will review what we learnt on the generation of the fluctuation, and wil discuss extensions of the standard cosmological model, so called "Lambda-CDM", both in term of non minimal physical models --- multi-field inflation for instance, or additional constituents - like cosmic strings or a fourth neutrino. Finally, I will briefly describe other promising results on the matter distribution which is travelled through by the CMB image on its long 13.7 billion years trip towards us. I will mention in particular what we can learn on the dark matter distribution - which is detected through its distorting effet of the CMB image by gravitationnal lensing, or that of hot gaz, which is revealed by the spectral distortion it induces.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 9 AVRIL 2013

Lev PITAEVSKII - "Universal Superfluidity in Ultracold Atomic Gases"

 

Lev PITAEVSKII

Department of Physics, University of Trento and CNR-INO BEC Center, Trento, Italy.

 

RÉSUMÉ :

It is now possible to create quantum fluids with quite odd properties by varying the magnetic field in ultracold atomic gases. These gases are dilute and interaction between their fermionic atoms can be described by a single parameter called "scattering length". By varying the magnetic field close to the so-called "Feshbach resonance", this length becomes infinite. One then obtains a universal fluid which is a system with strong interaction but universal properties, i.e., properties independent of any atomic parameter ! This fluid exhibits puzzling superfluid properties such as absence of viscosity, quantized vortices, two-fluid flow and two "sounds", as revealed through experimental data.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 26 MARS 2013

Fabiola GIANOTTI - "Higgs boson: the challenges of a very special discovery"

 

Fabiola GIANOTTI

Research physicist in the CERN Physics Department.

 

RÉSUMÉ :

The most recent results on the recently-discovered boson from the ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider (LHC) are presented. They are based in many cases on the full data sample recorded so far. Emphasis is given to the experimental challenges and to the present understanding of the properties of this very special particle.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 5 FEVRIER 2013

François ENGLERT - "Le mécanisme de Brout-Englert-Higgs et son boson scalaire"

 

François ENGLERT

Physicien théoricien, professeur émérite à l'Université libre de Bruxelles (prix Nobel de physique 2013).

 

RÉSUMÉ :

La recherche d'une intelligibilité scientifique de l'univers se heurtait, après de spectaculaires progrès pendant la première moitié du 20ème siècle, à la difficulté de formuler une théorie cohérente des forces fondamentales à courte portée qui agissent aux niveaux nucléaire et subnucléaires. Le mécanisme de Brout-Englert-Higgs (BEH), partant de la notion de brisure spontanée de symétrie, ouvrit la voie à une solution du problème en introduisant, dans le contexte des symétries locales, une condensation de bosons scalaires (BEH) enveloppant l'univers.

J'expliquerai cette démarche et je montrerai comment elle aboutit à une théorie cohérente de forces fondamentales à courte portée, conduisit à une conception dynamique de la masse de particules élémentaires et ouvrit la perspective d'une unité des lois de la nature. Je montrerai comment l'extraordinaire découverte au CERN d'un boson BEH confirme de manière directe le mécanisme et je soulignerai l'importance de cette découverte pour la recherche des constituants de la matière aux énergies encore inexplorées.

 

 

________________________________________________________________________________________

 

• 15 JANVIER 2013

Philip KIM - "Bloch, Landau, and Dirac: Hofstadter’s Butterfly in Graphene"

 

Philip KIM

Professor, Physics Department, Columbia University, USA.

 

RÉSUMÉ :

Electrons  moving  in  a  periodic  electric  potential  form  Bloch  energy bands where the mass of electrons are effectively changed. In a strong magnetic field,  the  cyclotron  orbits  of  free  electrons  are  quantized  and  Landau levels forms with a massive degeneracy within. In 1976, Hofstadter showed that for 2-dimensional  electronic  system,  the  intriguing  interplay  between these  two quantization  effects  can  lead  into  a  self-similar  fractal  set  of energy  spectrum known  as “Hofstadter’s  Butterfly.”  Experimental  efforts  to demonstrate  this fascinating  electron  energy  spectrum  have  continued  ever since.  Recent  advent of  graphene,  where  its  Bloch  electrons  can  be  described by  Dirac  fermions, provides a   new   opportunity   to   investigate   this   half century   old   problem experimentally.  In  this  lecture,  I  will  discuss  the experimental  realization Hofstadter’s Butterfly via substrate engineered graphene  under  extremely  high magnetic fieldscontrolling two competing length scales governing Dirac-Bloch states and Landau orbits, respectively.

 

 

02/06/17

Traductions :