Condensats de Bose-Einstein – La théorie, des fondements aux applications

Prédits par Albert Einstein en 1925 et réalisés en 1995 dans des gaz atomiques refroidis à un millionième de degré au-dessus du zéro absolu – ce qui a valu le prix Nobel de physique 2001 à Eric Cornell, Carl Wieman et Wolfgang Ketterle, les condensats de Bose-Einstein constituent un état très exotique de la matière, une onde de de Broglie géante, avec un grand nombre de particules dans la même fonction d’onde. Ceci leur confère des propriétés uniques de cohérence spatiale et temporelle, et leur ouvre des perspectives d’application prometteuses, en particulier dans les mesures quantiques de haute précision.

Accessible dès le niveau master, ce livre, préfacé par Claude Cohen-Tannoudji et publié en deux tomes chez EDP Sciences, développe méthodiquement la théorie depuis les premiers principes, en ne laissant aucune étape dans l’ombre. Il traite en particulier de questions et d’applications généralement absentes des ouvrages sur les fluides quantiques, inspirées de l’optique quantique. Il adopte une formulation à visée universelle, s’affranchissant des particularités liées aux implémentations expérimentales pour mettre en lumière des concepts généraux. Enfin, il pousse plus avant des analyses déjà publiées par l’auteur ou par d’autres chercheurs, et contient des résultats inédits, ainsi qu’une bibliographie riche de 370 références.

Ancien élève de l’ENS Ulm, où il a fait sa thèse avec Jean Dalibard et Claude Cohen-Tannoudji, Yvan Castin est directeur de recherche au CNRS. Il développe la théorie des gaz de bosons puis de fermions froids au LKB-ENS depuis 1996 et a enseigné la mécanique quantique avancée en Master 2 à l’ENS. Il a reçu le grand prix Jacques Herbrand de l’Académie des sciences en 2001.