La constante de Planck h et les effets quantiques

Nicolas Feltin, Barthelemy Steck, Laurent Devoille +8 more

Nous présentons les principaux résultats obtenus dans le cadre du projet ANR-TRIMET dont l'objectif était la fermeture du triangle métrologique quantique (TMQ) à un niveau d'incertitude relative de 10 -6 .L'expérience du TMQ consiste à réaliser une loi d'Ohm en utilisant les trois effets quantiques impliqués en métrologie électrique : l'effet Josephson (EJ), l'effet Hall quantique (EHQ) et l'effet tunnel à un électron (SET).Le but est de vérifier la cohérence des constantes phénoménologiques K J , R K , Q X , associées respectivement à ces trois effets et théoriquement exprimées en fonctions des deux constantes fondamentales, h et e (constante de Planck et charge élémentaire).Cette expérience est une contribution importante à une redéfinition du Système international d'unités (SI).Nous montrons aussi que la fermeture du TMQ permettra la mise en oeuvre d'une nouvelle détermination de la charge élémentaire, e.

Christian Bracco, Jean-Pierre Provost

Damien Stucki

Au cours du 19e siècle avec Young et Fresnel, puis par la suite avec Maxwell et sa théorie électromagnétique, une théorie moderne, ondulatoire permet de bien expliquer les phénomènes d'optique. Seuls le phénomène photoélectrique et la radiation du corps noir avec la catastrophe ultraviolette posaient encore quelques problèmes. En 1900, afin d'éliminer la catastrophe ultraviolette, Planck introduit l'idée que les radiations thermiques ne puissent être émises ou absorbées que sous forme de quanta discrets [1]. En 1905, parmi les quatre papiers révolutionnaires publiés par Einstein, l'un d'entre eux [2] pose véritablement les bases de la révolution de la mécanique quantique, la théorie qui décrit ce qu'il se passe au niveau des particules. Reprenant l'idée de Planck, Einstein explique que les corpuscules ou quanta de lumière ne découlent pas seulement d'astuces théoriques, mais que ces quanta représentent la lumière même. Il donne une explication complète de l'effet photoélectrique, ce qui lui vaudra le prix Nobel en 1921. En 1924, les quanta de lumière sont détectées directement pour la première fois par effet Compton (prix Nobel en 1927). En 1926, un chimiste, du nom de Lewis, introduit le nom « photon » pour qualifier les quanta de lumière...

G. Hertz

G. Hertz

Matthieu Vanhoecke

Dissipative quantum impurity models Cette thèse porte sur l’étude des modèles d’impureté quantique dissipatifs. Les modèles d’impureté quantique décrivent un système quantique localisé, appelé impureté, qui interagit avec un réservoir quantique, permettant d’explorer des phénomènes essentiels tels que l’effet Kondo dans les impuretés magnétiques et les propriétés de transport. Une extension intéressante de ces modèles consiste à explorer l’interaction entre les fortes corrélations et la dissipation. La dissipation, souvent décrite par l’équation maîtresse de Lindblad dans sa limite Markovienne, présente des défis et des opportunités en interagissant avec les effets cohérents à N-corps. Dans cette thèse, nous cherchons à étudier les dynamiques hors équilibre des systèmes d’impureté quantique influencés à la fois par les fortes corrélations et la dissipation. Nous commençons par développer des méthodes numériques, notamment une technique de Monte Carlo diagrammatique, pour analyser la dynamique en temps réel des modèles d’impureté quantique dissipatifs. Nos résultats montrent que la dissipation Markovienne locale améliore la convergence de l’échantillonnage Monte Carlo en restreignant le processus à un sous-espace réduit de diagrammes. Cela permet de réduire efficacement le problème de signe et facilite l’exploration de plus longues échelles de temps par rapport aux approches unitaires usuelles. Dans la deuxième partie, nous dérivons une carte dynamique auto-cohérente en utilisant l’Approximation Sans Croisement (NCA) pour étudier le comportement à long temps des modèles d’impureté quantique dissipatifs. Cette méthode résume efficacement les diagrammes dans une équation de Dyson auto-cohérente, capturant des effets environnementaux non-markoviens essentiels, y compris l’effet Kondo. Dans la troisième partie, nous examinons la relation entre la physique de Kondo et la dissipation markovienne en étudiant une boîte quantique interactive couplée à un réservoir métallique sous une surveillance continue de sa charge. Nous mettons en évidence un crossover entre le régime de Kondo et l’effet Zeno quantique, modélisé par un Kondo non hermitien, qui montre la robustesse de l’effet Kondo sous faible dissipation. Enfin, la dernière partie explore les effets des pertes de particules sur l’effet Kondo et la transition Kondo-Zeno. Les résultats préliminaires indiquent que, bien que les pertes d’une seule particule réduisent significativement les effets collectifs à N-corps, les pertes à deux corps introduisent des phénomènes intrigants, tels qu’une décroissance du spin et des indices de la transition Kondo-Zeno, ainsi qu’une fonction spectrale inhabituelle présentant une forme de ligne à basse fréquence.