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Contrat doctoral sur l'étude de statistiques fractionnaires d'anyons dans un collisionneur mésoscopique (H/F)

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

Date Limite Candidature : mercredi 19 mai 2021

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Informations générales

Référence : UMR8023-GWEFEV-001
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mercredi 28 avril 2021
Nom du responsable scientifique : Gwendal FEVE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 6 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les statistiques d'échange sont liées à la phase φ accumulée par la fonction d'onde décrivant l'état d'un ensemble de particules indiscernables lorsque deux particules sont échangées. Dans le monde tridimensionnel, les particules se répartissent entre les bosons, pour lesquels φ=0, et qui ont tendance à se regrouper, et les fermions, pour lesquels φ=π et qui s'excluent mutuellement via le principe d'exclusion de Pauli. La situation est différente dans les systèmes bidimensionnels qui permettent l'existence de quasi-particules appelées anyons dont les statistiques sont intermédiaires entre les fermions et les bosons, conduisant à des degrés intermédiaires de regroupement et d'exclusion. L'existence d'anyons portant une charge fractionnaire et obéissant à des statistiques fractionnaires a été prédite dans les phases fortement corrélées de l'effet Hall quantique fractionnaire (FQH). La charge fractionnaire a été observée il y a vingt ans en mesurant le bruit de partition d'un faisceau d'anyons, proportionnel à la charge fractionnaire. Cependant, malgré de nombreuses tentatives, aucune signature directe de la statistique fractionnaire n'avait été observée jusqu'à ce que deux expériences distinctes fournissent les premières observations cette année. La première, réalisée par notre consortium, a étendu les précédentes mesures de bruit dans les géométries de collisionneurs au cas FQH dans un collisionneur d'anyons. Les mesures de fluctuations de courant à la sortie du collisionneur ont révélé la tendance des anyons à former de plus gros paquets de charge, ce qui est une signature de leur statistique d'exclusion intermédiaire. La deuxième expérience, réalisée par le groupe de Purdue, a observé des signatures de la phase d'échange dans un interféromètre à anyons.
Le projet de thèse vise à étudier expérimentalement les statistiques quantiques des anyons en utilisant le collisionneur d'anyons comme banc d'essai. Plus précisément, le projet se concentrera sur la réalisation de trois objectifs différents. Le premier objectif du projet est d'étudier quantitativement les statistiques fractionnaires des anyons pour différents ordres topologiques contrôlés par le facteur de remplissage. Le deuxième objectif du projet est de comprendre le rôle de la décohérence et de la relaxation sur les signatures expérimentales de la statistique fractionnaire dans la géométrie du collisionneur. Le troisième objectif du projet est l'étude du régime dynamique. L'émission d'anyons sera déclenchée par des pulses de tension permettant de contrôler la synchronisation des temps d'arrivée des anyons dans le collisionneur. Nous étudierons également comment le nombre d'anyons entrant en collision peut être contrôlé en faisant varier l'amplitude des pulses de tension.

Contexte de travail

Le travail de doctorat se déroulera au Laboratoire de Physique de l'ENS (24 rue Lhomond, 75005, Paris) au sein de l'équipe de Physique mésoscopique. Le doctorant sera principalement encadré par le directeur de thèse mais pourra bénéficier également de l'encadrement de trois autres chercheurs permanents dans l'équipe. Il ou elle pourra également bénéficier des interactions avec d'autres doctorants ou chercheurs en postdoctorat.

Contraintes et risques

Le doctorant ou la doctorante sera confronté à des expériences à très basse température impliquant la manipulation de fluides cryogéniques (Azote et Hélium liquides).

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