Non equilibrium Casimir interactions from dynamical to thermal effects
Dans cette these, apres une introduction ou nous presentons brievement la physique des forces de Casimir, nous montrons nos resultats obtenus pendant le doctorat. D'abord, nous montrons notre travail sur les interactions de van der Waals Casimir Polder lorsque le systeme est dans une configuration hors equilibre a cause du mouvement uniformement accelere des atomes. Nous etudions le systeme de deux atomes uniformement acceleres dans le vide quantique quand ils sont dans leur etat fondamental ou dans un etat correle (un atome excite et un atome dans son etat fondamental) Nous analysons ce systeme avec un modele heuristique semi classique et une methode plus rigoureuse qui nous avons etendu a partir d'une procedure generale developpee dans la litterature. Nous trouvons un changement de la dependance de l'interaction de la distance en raison de l'acceleration. Nous montrons que les forces de Casimir Polder entre deux atomes uniformement acceleres en mouvement relativiste, qui interagissent avec le champ scalaire, presentent une transition a partir d'un comportement thermique a courtes distances, comme predit par l'effet Unruh, a un comportement non thermique a longues distances, associe a la rupture de la description inertielle et locale du systeme. En plus, lorsque le cas d'atomes qui interagissent avec le champ electromagnetique quantique est considere, on constate que de nouvelles caracteristiques apparaissent dans l'interaction.Ensuite, nous presentons notre travail sur un nouveau couplage opto mecanique d'un miroir oscillant de facon efficace avec un gaz d'atomes de Rydberg, medie par la force atome miroir dynamique de Casimir Polder. Nous constatons que ce couplage peut produire une excitation de resonance atomique de champ proche, qui n'est pas liee a l'excitation des atomes par les quelques photons reels attendus de l'effet Casimir dynamique. Dans des conditions experimentales accessibles, cette probabilite d'excitation est importante (environ 20 et rend possible l'observation de ce nouvel effet Casimir Polder dynamique. Donc nous proposons une configuration experimentale realiste pour realiser ce systeme fait d'un gaz d'atomes froids pieges mis en face d'un substrat semi conducteur, dont les proprietes dielectriques sont modulees dans le temps.Enfin, nous nous concentrons sur nos resultats obtenus pour le calcul de la pression Casimir Lifshitz entre deux reseaux lamellaires dielectriques differents. Ce systeme est suppose dans une configuration hors equilibre thermique. En fait, les deux reseaux presentent deux temperatures differentes et ils sont immerges dans un bain thermique ayant une troisieme temperature. Le calcul de la pression est base sur une methode qui exploite les operateurs de diffusion des reseaux, deduits en utilisant la methode modale de Fourier. Nous presentons nos resultats numeriques caracterisant en detail le comportement de la pression, en faisant varier les trois temperatures et en modifiant les parametres geometriques des reseaux. Cette variation des parametres du systeme permet de regler la force de repulsive a attractive ou de reduire fortement la pression pour des intervalles de temperatures. En outre, on montre que la combinaison des effets de non equilibre et geometriques rend ce systeme particulierement interessant pour l'observation de la force de Casimir repulsive.