Informations générales
Intitulé de l'offre : Thèse : Test expérimental du paradigme des axions grâce aux sondes quantiques (H/F)
Référence : UMR8023-TAKKON-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : vendredi 20 septembre 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 6 janvier 2025
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Matière condensée : structures et propriétés électroniques
Description du sujet de thèse
Il existe un consensus général qui admet que seule une fraction minime de la matière et de l’énergie présentes dans l’univers a été jusqu’à présent identifiée. Mettre en évidence et caractériser ces constituants est un des enjeux majeurs de la physique. Le paradigme des axions, particules hypothétiques proposées dans les années 1970 dans le contexte de physique des hautes énergies, est particulièrement prometteur. Cependant, la détection de cette matière « noire » reste un défi aux techniques standard de mesure en raison de la faiblesse des signaux attendus.
Au cours de ce travail de thèse, nous proposons de tester le paradigme des axions sur une vaste gamme de masses grâce à l’utilisation de techniques d’amplification micro-ondes quantiques. Ces techniques permettent d’explorer des grandeurs avec une précision uniquement limitée par le principe d’incertitude d’Heisenberg. En particulier, nous utiliserons un détecteur ou "haloscope" d'un principe nouveau, que nous avons commencé à développer très récemment. Ce détecteur comporte plusieurs atouts par rapport à ceux déjà utilisés dans la littérature. En particulier, ce type de haloscope est résolu en phase, ce qui permet de détecter des signaux micro-ondes faibles dans un temps 4 à 5 ordres de grandeur plus court [Cottet,Kontos:24] que les haloscopes traditionnels. Par ailleurs, grâce à l'utilisation d'éléments magnétiques [Théry, Fruy:24] et de circuits supraconducteurs résilients au champ magnétique [Théry et al., PRB'24], nous espérons pouvoir étendre considérablement la gamme de masse de test du paradigme des axions, ce qui aurait des conséquences très importantes sur notre compréhension de l'univers et de la physique des particules au delà du modèle standard.
Contexte de travail
Les techniques utilisées dans ce travail seront essentiellement les mesures micro-ondes à très basse température, la manipulation dans le domaine temporel d'unités binaires quantiques, la nanofabrication, les techniques du vide ainsi que des techniques théoriques telles que la théorie de la matrice densité et les simulations numériques d'évolution de systèmes quantiques.
Contraintes et risques
cryogénique, chimique, électrique