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Sublimer les milieux non-linéaires en les secouant
Publié le 21 novembre 2023
– Mis à jour le 22 novembre 2023
La méthode de Floquet pour contrôler des non-linéarités dans une large classe de systèmes physiques. Une publication de Nathan Goldman et Lucila Peralta Gavensky, Faculté des Sciences, dans la revue PRX Quantum.
La nature dicte la façon dont les particules interagissent entre elles. Dans un métal, par exemple, les électrons se repoussent mutuellement via la loi de Coulomb, telle qu'appliquée à deux charges de signe opposé. Cependant, dans certaines situations particulières, la nature des interactions peut être modifiée: dans certains matériaux, des électrons s'attirent de façon effective et forment des paires de Cooper, donnant lieu au phénomène de supraconductivité. De façon similaire, en optique, des interactions effectives entre les photons peuvent être engendrées par le milieu dans lequel la lumière se propage. Ces "non-linéarités optiques" sont à l'origine de nombreuses technologies qui ont révolutionné les appareils optiques. De façon générale, la modification des interactions entre les particules et le contrôle des non-linéarités peuvent engendrer de nouvelles phases de la matière et mener à des applications technologiques concrètes.
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Dans un nouvel article publié dans la revue PRX Quantum, Nathan Goldman, Lucila Peralta Gavensky - Faculté des Sciences - et leurs collègues introduisent un nouveau cadre théorique permettant la modification et le contrôle des non-linéarités dans une large classe de systèmes physiques, notamment en optique et dans les gaz quantiques.
Leur approche est basée sur la méthode de Floquet, une stratégie développée en physique atomique et en physique du solide, et qui consiste à soumettre un système à une modulation temporelle périodique (une secousse) en vue d'en modifier les propriétés de façon controlée. En exploitant une approche théorique basée sur la physique quantique, les auteurs démontrent qu'une séquence de pulses bien choisie peut générer de nouveaux processus d'interaction entre les particules, donnant lieu à des non-linéarités exotiques hautement controllable. Les auteurs appliquent cette stratégie à des systèmes définis sur réseau, et ils démontrent que ces processus d'interaction inhabituels permettent de stabiliser de nouvelles phases ordonnées de la matière.
L'approche générale introduite dans ce travail ouvre la voie à l'ingénierie de non-linéarités optiques non-conventionnelles en photonique et à la manipulation d'interactions exotiques au sein de la matière quantique.
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Dans un nouvel article publié dans la revue PRX Quantum, Nathan Goldman, Lucila Peralta Gavensky - Faculté des Sciences - et leurs collègues introduisent un nouveau cadre théorique permettant la modification et le contrôle des non-linéarités dans une large classe de systèmes physiques, notamment en optique et dans les gaz quantiques.
Leur approche est basée sur la méthode de Floquet, une stratégie développée en physique atomique et en physique du solide, et qui consiste à soumettre un système à une modulation temporelle périodique (une secousse) en vue d'en modifier les propriétés de façon controlée. En exploitant une approche théorique basée sur la physique quantique, les auteurs démontrent qu'une séquence de pulses bien choisie peut générer de nouveaux processus d'interaction entre les particules, donnant lieu à des non-linéarités exotiques hautement controllable. Les auteurs appliquent cette stratégie à des systèmes définis sur réseau, et ils démontrent que ces processus d'interaction inhabituels permettent de stabiliser de nouvelles phases ordonnées de la matière.
L'approche générale introduite dans ce travail ouvre la voie à l'ingénierie de non-linéarités optiques non-conventionnelles en photonique et à la manipulation d'interactions exotiques au sein de la matière quantique.
