STAGE Atomes froids et nanostructures : interférométrie et couplage lumière – matière

Date de mise à jour de l’offre

Laboratoire de Physique des Lasers de l'Université Paris 13 à Villetaneuse :

Le Laboratoire de Physique des Lasers est une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 7538) et de Université Paris 13. Nous étudions les interactions entre la lumière et la matière. Nos expériences vont des domaines les plus fondamentaux à la recherche appliquée : physique quantique, atomique et moléculaire, dispositifs photoniques, optique biomédicale... Les thématiques scientifiques du laboratoire s'étendent jusqu'aux interfaces avec la chimie, la biologie et les nanotechnologies. La recherche au laboratoire est structurée en cinq axes et elle bénéficie du soutien de cinq services généraux. Il est constitué d’environ quatre-vingts personnes (10 chercheurs C.N.R.S., 30 enseignants-chercheurs, 15 personnels techniques, plus de 25 doctorants et post-doctorants) auxquelles s’ajoutent des stagiaires et des visiteurs étrangers.

Description de la mission

Les quinze dernières années ont vu une explosion du nombre d'expériences utilisant les propriétés exceptionnelles des atomes froids allant de la physique atomique à la métrologie. Parallèlement, la physique et la technologie "nano" permettent d'atteindre des échelles de taille de réseaux suffisamment petites pour que le couplage atome-surface (van der Waals, Casimir Polder) contribue majoritairement dans les observations expérimentales. De même, le confinement sub-longueur d'onde du champ électromagnétique des cristaux photoniques ouvre la voie au couplage atome-cavité à des échelles inédites [1]. L'hybridation des ces domaines de recherche est aujourd'hui plus que jamais en effervescence.

Nous proposons un dispositif expérimental unique constitué d'un jet lent accordable, entre 10 et 150 m/s, d'atomes d'Argon métastables provenant d'un piège magnéto-optique. La longueur d'onde de de Broglie est alors de l'ordre du nanomètre, c'est à dire particulièrement indiquée pour interagir avec des nanostructures. Les interactions étudiées seront de deux catégories : (1) nano réseaux en transmission pour l'étude des interaction de Casimir-Polder, (2) couplage résonnant avec des nano-cavités de type cristal photonique.
- Casimir-Polder. L'analyse de la figure de diffraction d'atomes lents traversant un nano réseau permet une analyse approfondie de phénomènes fondamentaux entre l'atome et le potentiel induit par la surface : van der Waals (régime non retardé) à très courte distance c'est-à-dire inférieur à 100 nm de la surface, Casimir-Polder (régime retardé) au delà de 100 nm. Il serait ainsi possible de borner une éventuelle déviation au potentiel de gravitation Newtonien à très courte distance [2] (la 5ième force) pour la première fois avec une expérience de physique atomique.
- Atomes - cavité. Lorsque l'atome est dans un champ proche résonnant (champ évanescent) d'une micro ou nano structure, nous pouvons envisager des expérience de Cavity Quantum Electrodynamic (CQED) dans le domaine optique. Ces nouvelles nano cavités sont actuellement réalisées au C2N à Palaiseau.

L'étudiant(e) devra montrer un intérêt pour une approche audacieuse de la recherche tant en physique atomique qu'en "nanoscience". La thèse, aura une forte composante expérimentale (vide, laser, nanotechnologie) associée à une modélisation théorique adaptée au problème traité: de simple à très avancée.

Profil recherché

M2 physique suivi d'une thèse avec financement de thèse garanti par l'école doctorale

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Laboratoire de Physique des Lasers de l'Université Paris 13 à Villetaneuse
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Site internet de la structure
    http://www-lpl.univ-paris13.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    CNRS - UMR7538 Université Paris 13 - Institut Galilée 99, avenue Jean-Baptiste Clément 93 430 VILLETANEUSE FRANCE
    99 Avenue Jean Baptiste Clément
    93430 VILLETANEUSE
  • Accès et transports
    Tramway T8