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Thermoelectric transport and Peltier cooling of cold atomic gases - 14/11/16

Doi : 10.1016/j.crhy.2016.08.013 
Charles Grenier a, Corinna Kollath b, Antoine Georges c, d, e,
a Laboratoire de physique, ENS de Lyon, Université de Lyon, CNRS, 46, allée d'Italie, 69364 Lyon, France 
b HISKP, University of Bonn, Nussallee 14–16, 53115 Bonn, Germany 
c Collège de France, 11, place Marcelin-Berthelot, 75005 Paris, France 
d Centre de physique théorique, École polytechnique, CNRS, Université Paris-Saclay, 91128 Palaiseau, France 
e DQMP, Université de Genève, CH-1211 Genève, Switzerland 

Corresponding author.

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Abstract

This brief review presents the emerging field of mesoscopic physics with cold atoms, with an emphasis on thermal and ‘thermoelectric’ transport, i.e. coupled transport of particles and entropy. We review in particular the comparison between theoretically predicted and experimentally observed thermoelectric effects in such systems. We also show how combining well-designed transport properties and evaporative cooling leads to an equivalent of the Peltier effect with cold atoms, which can be used as a new cooling procedure with improved cooling power and efficiency compared to the evaporative cooling currently used in atomic gases. This could lead to a new generation of experiments probing strong correlation effects of ultracold fermionic atoms at low temperatures.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Cette courte revue présente le domaine émergent de la physique mésoscopique avec les atomes froids, et met l'accent sur le transport thermique et « thermoélectrique », c'est-à-dire le transport couplé de particules et d'entropie. Nous comparons notamment des prédictions théoriques à des observations expérimentales d'effets thermoélectriques au sein de ces systèmes. Nous montrons aussi comment la combinaison de propriétés de transport bien adaptées et du refroidissement évaporatif conduit à l'équivalent d'un effet Peltier pour atomes froids, pouvant fournir une nouvelle méthode de refroidissement présentant un rendement et une puissance améliorés en comparaison du refroidissement évaporatif usuellement utilisé dans les gaz d'atomes froids. Ceci pourrait conduire à une nouvelle génération d'expériences permettant de sonder les effets de corrélations fortes dans les gaz d'atomes fermioniques ultra-froids aux basses températures.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Cold atoms, Transport, Thermoelectricity, Mesoscopic physics

Mots-clés : Atomes froids, Transport, Thermoélectricité, Physique mésoscopique


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Vol 17 - N° 10

P. 1161-1174 - décembre 2016 Retour au numéro
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  • Reduction of phonon mean free path: From low-temperature physics to room temperature applications in thermoelectricity
  • Olivier Bourgeois, Dimitri Tainoff, Adib Tavakoli, Yanqing Liu, Christophe Blanc, Mustapha Boukhari, André Barski, Emmanuel Hadji
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