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Nature du condensat
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Nature du Condensat

Quand les particules ondulent

Le principe quantique de dualité onde-corpuscule associe une onde à chaque particule. La longueur d’onde d’une particule, c’est-à-dire l’échelle spatiale sur laquelle ont lieu les oscillations de l’onde augmentent lorsque la température diminue. Ainsi, afin de voir le comportement ondulatoire d’une particule, sa longueur d’onde doit être plus grande que sa taille, ce qui est vrai seulement à suffisamment basse température.

La transition d’un gaz classique vers un condensat de Bose-Einstein a lieu lorsque la longueur d’onde associée à une particule devient égale à la distance entre deux particules. Dans cette situation, les effets quantiques dominent et les ondes de chaque particule se recouvrent, ce qui a pour conséquence de rendre indiscernable une particule d’une autre. C’est alors que devient possible d’accumuler un grand nombre de bosons dans un seul et même état quantique.

Crédits: Ketterle group, MITTransition vers un condensat de Bose-Einstein. À haute température les atomes se comportent comme des balles de billard (haut). Lorsque la température est suffisamment basse leur longueur d’onde (longueur de de Broglie) devient plus grande que la taille de l’atome: les effets quantiques deviennent importants. Lorsque la longueur devient égale à la distance entre atomes, l’onde unique du condensat apparait.

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