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NanoSciences de Paris
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Séminaire Nanostructures et systèmes quantiques

Superfluidité des polaritons dans une micro-cavité semiconductrice

Alberto Bramati

Depuis sa découverte en 1938 dans l’Hélium liquide, la superfluidité a été mise en évidence dans des systèmes très différents et le lien subtil entre superfluidité et condensation de Bose-Einstein a été exploré dans les expériences récentes avec les gaz d’atomes ultrafroids. Dans le domaine de la matière condensée, des objets fascinants sont les polaritons, superpositions d’excitons et de photons dans une microcavité en couplage fort, créés par une excitation laser. Il s’agit de bosons bi-dimensionnels en faible interaction constituant un nouveau type de fluide quantique avec des propriétés spécifiques provenant de leur nature intrinsèquement hors équilibre. Après l’observation de la condensation de Bose-Einstein de polaritons dans de tels systèmes, un des défis pour les expérimentateurs était de mettre en

évidence les propriétés de superfluidité du fluide de polaritons.

Je discuterai notre observation récente de la superfluidité des polaritons dans une microcavité semiconductrice. La superfluidité est démontrée sur la base du critère de Landau et se manifeste par la suppression totale de la diffusion élastique sur les défauts de la structure lorsque la vitesse d’écoulement du fluide polaritonique est inférieure à la vitesse du son dans le fluide. De plus, si la vitesse d’écoulement est supérieure à la vitesse du son, le régime superfluide n’est plus accessible et on observe l’effet Cerenkov, avec l’apparition des fronts d’onde linéaires caractéristiques lorsque le fluide polaritonique rencontre un défaut.