Los circuitos termofluidodinamicos de conveccion natural estan cobrando especial importancia en el diseno de reactores nucleares avanzados, debido a que la conveccion natural suministra un sistema eficiente de remocion de calor completamente pasivo.Sin embargo, bajo ciertas condiciones, estos sistemas presentan inestabilidades que pueden llegar a poner en riesgo la seguridad integral del reactor.Por otro lado, los controladores basados en logica difusa proveen un entorno ideal para atacar problemas de control altamente no lineales.En este trabajo desarrollamos un software que implementa un control basado en logica difusa, y estudiamos su aplicacion a loops de conveccion natural caoticos.Analizamos numericamente el control linguistico del loop conocido como el problema de Welander en condiciones tales que, de no existir el control, el caudal de circulacion presentaria un comportamiento inestable no periodico.Disenamos tambien un controlador difuso a partir de un modelo matematico de Takagi y Sugeno para un loop de conveccion natural en geometria toroidal para estabilizar un comportamiento caotico de Lorenz.Finalmente, mostramos resultados experimentales obtenidos en un loop rectangular de conveccion natural

 Ultrakalte Atome und Bose-Einstein-Kondensate gehoeren zu den am besten experimentell kontrollierbaren und einstellbaren physikalischen Systemen, was durch einen enormen experimentellen Fortschritt in der Manipulation und Kuehlung sowie durch die Entwicklung von Atomfallen erreicht wurde. Die Anwendung von Bose-Einstein-Kondensaten in zukuenftigen Quantenmessverfahren erfordert eine detaillierte Kenntnis der Dynamik der Atome. In der Dissertation wird die Dynamik von ultrakalten Gasen und Bose-Einstein-Kondensaten in typischen eindimensional Fallen mit externen Potentialen untersucht. Zu den untersuchten Potentialen gehoeren harmonische Potentiale mit Defekten, periodische und aperiodische Potentiale sowie Unordnungspotentiale. Letztere sind besonders im Zusammenhang mit der Anderson Lokalisierung von Interesse. Es wird die Dynamik der Bose-Einstein-Kondensate im Rahmen der Gross-Pitaevskii-Gleichung untersucht. Die Gross-Pitaevskii-Gleichung entspricht einer nichtlinearen Schroedinger Gleichung und spielt eine wichtige Rolle in der Beschreibung von Bose-Einstein-Kondensaten. Streng genommen ist die Gross-Pitaevskii-Gleichung nur fuer die Dynamik des Kondensats gueltig. Im Rahmen dieser Gleichung werden keine Anregungen aus dem Kondensat heraus beruecksichtigt. Basierend auf der Untersuchung der Eigenschaften der Gross-Pitaevskii-Gleichung wird in dieser Arbeit gezeigt, dass die Loesungen der Gleichung Wellenchaos aufweisen koennen. Das Wellenchaos manifestiert sich als exponentielle Divergenz von urspruenglich nahe beieinander liegenden Wellenfunktionen im Hilbert Raum fuer bestimmte Parameter der externen Potentiale. Dabei entstehen starke willkuerliche lokale Fluktuationen die zu der Hypothese fuehren, dass das Wellenchaos mit der Anregung des Kondensats in Verbindung steht. Zur ueberpruefung dieser Hypothese wird die zeitabhaengige Multikonfigurations-Hartree-Methode fuer Bosonen (englische Abkuerzung MCTDHB) angewandt. Mit Hilfe dieser Methode wird ein numerischer Beweis fuer den Zusammenhang zwischen Wellenchaos und Anregungen des Kondensats gegeben. Damit wird der Gueltigkeitsbereich der Gross-Pitaevskii-Gleichung mit Auftreten von Wellenchaos abgegrenzt. Trotzdem werden manche gemittelten Observablen, wie etwa die mittlere Breite der Atomwolke, ueber den Gueltigkeitsbereich der Gross-Pitaevskii-Gleichung hinaus richtig reproduziert. Entsprechend koennen ultrakalte Gase im Experiment in diesen gemittelten Observablen gute uebereinstimmung mit der Gross-Pitaevskii-Gleichung liefern, obwohl es sich nicht um ein Bose-Einstein- Kondensat handelt. Der gefunden Anregungsmechanismus ist experimentell zugaenglich durch die Beobachtung lokaler Fluktuationen und Kohaerenz hoeher Ordnung. (author)

 Cette these presente des resultats theoriques sur le chaos dans les systemes quantiques. Dans sa premiere partie, nous etudions la dynamique du rotateur pulse. Ce systeme, qui est la reference pour l'etude du chaos quantique, presente un gel de la diffusion en impulsion, appele localisation dynamique. Celle-ci est un phenomene purement quantique base sur des interferences destructives. Comme tout phenomene d'interference, la localisation dynamique est affectee par l'emission spontanee. Dans cette these, nous proposons une methode basee sur la spectroscopie Raman, pour limiter l'impact de l'emission spontanee. Nous menons une etude analytique complete de la dynamique, en tres bon accord avec nos simulations numeriques. Du fait de sa periodicite temporelle, le rotateur pulse presente aussi des resonances quantiques, qui sont l'analogue de l'effet Talbot optique. En decrivant ces resonances dans l'espace des positions, nous en donnons une image simple et intuitive, basee sur des notions classiques comme la force. Les condensats de Bose-Einstein ont ouvert la voie a l'obtention de phenomenes quantiques nouveaux. La non-linearite de leur equation d'evolution permet notamment l'observation du chaos quasi-classique. Nous proposons ici une methode pour le detecter, basee sur la mesure de la position moyenne du condensat. Cette methode, dont la validite est confirmee par les exposants de Lyapunov du systeme, permet de distinguer sans equivoque les trajectoires chaotiques et regulieres. (auteur)