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Doctorat en atomes froids H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : lundi 22 avril 2024

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorat en atomes froids H/F
Référence : UMR7010-MATFOU-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : NICE
Date de publication : lundi 1 avril 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Physique des atomes, molécules et plasmas. Optique et lasers

Description du sujet de thèse

Les atomes froids couplés à des photons constituent une plate-forme prometteuse pour l'information, l'informatique et la communication quantiques : les atomes sont des systèmes adéquats pour stocker et/ou corréler les photons, tandis que les photons eux-mêmes peuvent être des vecteurs d'information sur de grandes distances. La lumière émise par un émetteur quantique, tel qu'un atome, présente généralement des corrélations quantiques et du squeezing, qui sont au cœur de nombreuses applications des technologies quantiques. Alors que l'antibunching est l'ingrédient clé des sources de photons uniques, la lumière squeezée est un outil important pour la détection quantique avec un bruit inférieur à shot noise.
L'antibunching se produit naturellement pour la lumière émise par un émetteur quantique unique et disparaît en présence de nombreux émetteurs. Néanmoins, il est possible d'obtenir de la lumière antibunchée et squeezée en utilisant de nombreux atomes : au lieu de collecter la fluorescence des atomes, on utilise la lumière transmise à travers le nuage atomique. Cela a été démontré récemment par le groupe d'Arno Rauschenbeutel en Allemagne dans un système 1D avec des atomes froids piégés et interfacés optiquement avec une nanofibre optique. Ce nouveau schéma, qui repose sur la réponse collective non linéaire des atomes, est à la fois d'un intérêt fondamental et intéressante en termes d’applications. Cependant, l'expérience sur les nanofibres nécessite une installation complexe et est difficile à mettre en œuvre dans des applications pratiques.
L'objectif de notre expérience est maintenant d'essayer de détecter l'antibunching et la lumière squeezée avec de nombreux émetteurs quantiques dans un système 3D. Cet objectif sera mis en œuvre et étudié dans le cadre de notre expérience sur les atomes froids, en tirant parti de notre capacité à générer des nuages d'atomes froids de grande épaisseur optique, une condition nécessaire à ce projet. La technique expérimentale est basée sur la mesure de corrélation d'intensité, un outil expérimental largement utilisé dans notre expérience pour étudier la lumière diffusée par un nuage d'atomes froids, du régime de diffusion simple au régime de diffusion multiple, et du régime classique au régime quantique. La collaboration actuelle avec le groupe d'Arno Rauschenbeutel permettra enfin de déterminer les paramètres expérimentaux nécessaires à l'observation de cet antibunching.
Cette thèse est expérimentale mais peut aussi inclure des études numériques en collaboration avec Romain Bachelard (UFSCar, Brésil). Enfin, la bourse est attribuée par le CNRS, dans le cadre d'un projet de collaboration internationale et d'un programme de doctorat conjoint avec un groupe expérimental à São Carlos (Brésil). Le doctorat de 3 ans comprendra 3 voyages au Brésil (1 mois pendant la première année, 2 mois pendant la deuxième et la troisième année).

Contexte de travail

“Groupe atomes froids” INPHYNI, Valbonne, France –
La propagation d'ondes en milieu diffusant est une thématique qui intéresse de nombreux domaines de recherche (imagerie médicale, acoustique, sismologie, physique stellaire, ...). Les expériences menées dans notre équipe utilisent un milieu original: un nuage d'atomes refroidis par laser. Les propriétés très particulières de ce type de milieu diffusant (résonances très étroites, forte non-linéarité optique, structure interne des diffuseurs, effets mécaniques de la lumière sur les atomes, effets quantiques, ...) donnent naissance à une physique particulièrement riche. Nous nous intéressons à plusieurs sujets s'inscrivant dans ce contexte.

Plus généralement, nous nous intéressons aux effets collectifs dans l’interaction lumière-atomes, ce qui inclut la diffusion multiple, mais aussi l’optique non-linéaire ou la diffusion coopérative. Nous sommes également impliqués dans une collaboration fructueuse avec des astrophysiciens sur la mesure des corrélations de la lumière (technique de Hanbury Brown et Twiss). Notre travail est surtout expérimental, basé sur trois expériences d’atomes froids et plusieurs petites expériences utilisant des vapeurs chaudes, mais aussi théorique, en particulier grâce à de nombreuses collaborations.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Travail avec des lasers de classe 4

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.