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Post-doctorant (H/F) : Intrication entre atomes de grand spin

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Informations générales

Référence : UMR7538-BRULAB-005
Lieu de travail : VILLETANEUSE
Date de publication : mercredi 22 juillet 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : à partir de 2728 € brut mensuel
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Le/la post-doctorant/e contribuera à des expériences afin de caractériser la croissance de l'intrication dans des ensembles de spins en interaction. Le système étudié sera un ensemble d'atomes froids de Chrome piégés dans des potentiels lumineux périodiques réalisés par des réseaux optiques. Ces atomes fortement magnétiques interagissent à distance par l'interaction dipôle-dipôle. Ces travaux s'inscrivent dans un réseau européen d'expérimentateurs et de théoriciens (Allemagne, Autriche, Italie, Pologne, Espagne, France) qui explorent comment les atomes fortement magnétiques peuvent être utilisés dans des expériences de simulation quantique afin d'améliorer notre compréhension des systèmes quantiques à N corps en interaction forte.

Activités

Le/la post-doctorant/e rejoindra le groupe Gaz Quantiques Magnétiques du Laboratoire de Physique des Lasers.
Son objectif principal sera d'explorer des protocoles expérimentaux permettant de caractériser au mieux la croissance de l'intrication dans un ensemble de spins localisés en réseau interagissant par l'interaction dipolaire. Sur l'expérience, il/elle aura pour tâche de mener à bien des expériences mesurant le spin collectif des atomes et ses fluctuations. Les protocoles envisagés requièrent de maîtriser les bruits techniques à des niveaux très bas afin d'accéder à la mesure de fluctuations quantiques. Le/la post-doctorant/e réalisera des mesures dites bi-partites qui consistent à mesurer les fluctuations relatives du spin d'un site à l'autre du réseau, en utilisant un réseau de double-puits qui est en cours d'installation sur l'expérience.
Ces activités seront réalisées en utilisant le dispositif expérimental présent à Villetaneuse. Dans ce cadre, le/la post-doctorant/e sera amené/e à co-encadrer un étudiant en thèse. Le travail expérimental sera mené en collaboration très étroite avec nos collaborateurs théoriciens, et en particulier avec Tommaso Roscilde (ENS Lyon) dans le cadre de notre projet ANR EELS. Le/la post-doctorant/e sera fortement impliqué dans cette collaboration qui vise à déterminer le témoin d'intrication le plus adapté à nos études.

Compétences

Les candidats/es doivent être titulaires d'un doctorat portant sur l'interaction laser-matière, et posséder d'excellentes compétences expérimentales. Une expérience dans la physique des atomes froids est un atout primordial, ainsi qu'un attrait pour la physique quantique à N corps. Le/la post-doctorant/e devra aussi avoir une excellente aptitude au travail collectif.

Contexte de travail

Le piégeage d'atomes froids dans des potentiels périodiques réalisés par des réseaux optiques permet des études originales portant sur la physique quantique à N corps, ce qui a conduit à une croissance extraordinaire de ce domaine de recherche ces dernière années. Dans le contexte, le groupe Gaz Quantique Magnétique a focalisé son activité expérimentale sur l'étude des propriétés magnétiques d'atomes de chrome chargés dans des réseaux optiques. L'originalité principale de cet atome est la présence d'interactions à longue distance de type dipôle-dipôle magnétique. Notre groupe a ainsi démontré que ces interactions introduisent un couplage entre les différents atomes localisés dans différents sites du réseau. Nous avons aussi récemment démontré que ce système à N corps, bien qu'isolé de l'environnement, relaxe vers un état stationnaire, dans un scénario dit de « thermalisation quantique ». Ces études ont introduit dans la communauté l'étude du magnétisme quantique d'atomes froids piloté par les interactions dipôle-dipôle magnétiques. Le projet consiste actuellement à caractériser la croissance de l'intrication dans ces systèmes.
L'activité se déroulera au sein du Laboratoire de Physique des Lasers. Le groupe Gaz Quantiques Magnétiques (http://www-lpl.univ-paris13.fr/gqm/) a développé deux expériences portant toutes deux sur les propriétés magnétiques d'atomes de grand spin. Une expérience produit des condensats de Bose-Einstein de Chrome, et l'autre produit des nuages de Fermi de Strontium, sous la température de Fermi. Le groupe développe aussi ses propres activités théoriques, et possède de nombreuses collaborations nationales et internationales. Le groupe est actuellement composé de trois enseignants-chercheurs de l'Université Paris 13, deux chercheurs du CNRS, un ingénieur de recherche CNRS, et quatre étudiants en thèse.
Le/la post-doctorant/e sera impliqué dans un réseau européen qui vise à explorer les propriétés magnétiques d'atomes fortement magnétiques chargés dans des réseaux optiques (Chrome, Erbium, Dysprosium), afin de les utiliser dans des expériences de simulation quantique.

Informations complémentaires

Projet financé par l'appel d'offre Quantera. Projet MAQS (Magnetic Atoms Quantum Simulators), coordonné par le LPL, et impliquant les groupes de T. Pfau (Allemagne), F. Ferlaino et P. Zoller (Autriche), M. Gajda (Pologne), G. Modugno (Italie), M. Lewenstein (Espagne), et T. Roscilde (France).
https://www.quantera.eu/calls-for-proposals/funded-projects-call-2019/93-maqs

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