Statistique de Bose-Einstein

Résumé

En mécanique quantique et en physique statistique, la 'statistique de Bose-Einstein' désigne la distribution statistique de bosons indiscernables (tous similaires) sur les états d'énergie d'un système à l'équilibre thermodynamique. La distribution en question résulte d'une particularité des bosons : les particules de spin entier ne sont pas assujetties au principe d'exclusion de Pauli, à savoir que plusieurs bosons peuvent occuper simultanément un même état quantique. Distribution de Bose-Einstein La statistique de Bose-Einstein a été introduite par Satyendranath Bose en 1920 pour les photons et généralisée aux atomes par Albert Einstein en 1924. Statistiquement, à l'équilibre thermodynamique, le nombre ni de particules d'énergie Ei est : n_i = \frac{g_i} { \exp \left( \frac{ E_i - \mu } {k_{\rm B}T} \right) - 1 } , où :

gi est la dégénérescence du niveau d'énergie Ei

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Statistique_de_Bose-Einstein

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Absence of Single-Particle Bose-Einstein Condensation at Low Densities for Bosons with Correlated Hopping

Rachel Bendjama Faller, Frédéric Mila

2005

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Hysteresis is a major feature of the solid-liquid transition in granular materials. This property, by allowing metastable states, can potentially yield catastrophic phenomena such as earthquakes or aerial landslides. The origin of hysteresis in granular flows is still debated. However, most mechanisms put forward so far rely on the presence of inertia at the particle level. In this paper, we study the avalanche dynamics of non-Brownian suspensions in slowly rotating drums and reveal large hysteresis of the avalanche angle even in the absence of inertia. By using microsilica particles whose interparticle friction coefficient can be turned off, we show that microscopic friction, conversely to inertia, is key to triggering hysteresis in granular suspensions. To understand this link between friction and hysteresis, we use the rotating drum as a rheometer to extract the suspension rheology close to the flow onset for both frictional and frictionless suspensions. This analysis shows that the flow rule for frictionless particles is monotonous and follows a power law of exponent alpha = 0.37 +/- 0.05, in close agreement with the previous theoretical prediction, alpha = 0.35. By contrast, the flow rule for frictional particles suggests a velocity-weakening behavior, thereby explaining the flow instability and the emergence of hysteresis. These findings show that hysteresis can also occur in particulate media without inertia, questioning the intimate nature of this phenomenon. By highlighting the role of microscopic friction, our results may be of interest in the geophysical context to understand the failure mechanism at the origin of undersea landslides.

AMER PHYSICAL SOC2019

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Bosonic lasing and trapping of a dressed photon fluid in InGaN at room temperature

Munise Nevin Cobet

The generation of a quantum fluid of dressed photons at room temperature is experimentally demonstrated in an InGaN microcavity which is divided into two-and one-dimensional sections, resulting in single- and switchable multilevel coherent light emission. Ultra-low-threshold operation is attributed to the slight but robust excitonic fraction of the photonic condensate representing a bosonic laser working below the Mott transition (polariton laser). In contrast to equilibrium Bose-Einstein condensates, the nonequilibrium driven-dissipative nature enables the population of higher orbitals if any confinement potential is present to induce enhanced quantum correlations. Trapping inside microwire spacers leads to a polariton harmonic oscillator resulting in discrete states in an equidistant ladder of photonic orbitals. Level occupation and selection of a specific wave function is managed via optical control, mimicking a quantum emitter on a macroscopic level. It shows that exotic states of matter can be realized in rather simple structures at room temperature directly visible to the human eye. It represents also an excellent opportunity to study basic many-body dynamics in one-dimensional bosonic matter by simultaneously settling an optimized fabrication technique for devices enabling practical Boolean quantum logic gates for optical computing.

Amer Physical Soc2016

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