Résumé

La cohérence est une propriété fondamentale des systèmes quantiques macroscopiques, comme le laser en optique et les condensats de Bose-Einstein dans les gaz atomiques. Elle est également une propriété clé pour les applications interférométriques utilisant la lumière ou les ondes de matière. Contrairement au laser qui est un système quantique “ouvert”, les gaz ultrafroids sont très faiblement couplés à leur environnement et peuvent être considérés avec une bonne approximation comme des systèmes isolés. La détermination du temps de cohérence d’un condensat sort alors du cadre de la théorie du laser et elle est restée longtemps un problème ouvert.

A l’aide de la théorie cinétique quantique, nous prédisons quantitativement l’étalement de la phase du condensat en fonction du temps. Aux temps longs, le terme dominant décrit un étalement balistique de la phase avec un coefficient proportionnel aux fluctuations d’énergie dans l’état initial du système. En l’absence de fluctuations d’énergie, l’étalement de la phase est diffusif. Le coefficient de diffusion, que nous calculons en fonction de la température et de la force des interactions, représente la limite ultime au temps de cohérence d’un condensat. La possibilité d’observer ces prédictions, en incluant les effets des pertes de particules sera aussi abordée.