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Théorie des systèmes quantiques
Le principal développement des aspects théoriques de physique atomique et moléculaire considère les ensembles composés par un grand nombre d’atomes en présence d’une interaction entre les particules et le champs extérieur laser, dépendant du temps. En parallèle avec les études du mouvement translationnel, jouant un rôle majeur dans les processus de condensation de Bose, le contrôle dynamique des degrés de liberté internes est un sujet prépondérant quand on s’intéresse :
• soit à la création d’intrication entre les atomes dans le contexte de l’informatique quantique,
• soit à la formation de molécules dans un gaz atomique froid,
• soit de la dynamique des ensembles des particules fortement excités.
Tous ces phénomènes impliquent l’analyse par des méthodes théoriques modernes de la dynamique des systèmes quantiques à plusieurs niveaux dont les hamiltoniens dépendent du temps, en utilisant les modèles statistiques, des méthodes de théorie à N-corps, et de nouveaux outils mathématiques, algébriques et algorithmiques. Le progrès théorique accomplit dans ce domaine par les chercheurs du Laboratoire Aime Cotton se présente selon trois axes principaux :
« la dynamique des systèmes quantiques possédants des spectres complexes » y compris la dynamique d’intrication dans des ensembles de particules à deux niveaux et plus ; « le contrôle d’interaction interatomique » y compris la création de molécules froides diatomiques et triatomiques ; et « la dynamique des systèmes fortement excités » y compris les phénomènes dans les atomes et les molécules de Rydberg.
