STAGE Phase imprinting on superfluid annular quantum gas

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

The rubidium project of the Quantum Gases division has been devoted since a couple of years to the
study of superfluid properties of an ultracold quantum gas. We are particularly interested in the
microscopic mechanisms underlying the superfluid rotation dynamics. We have achieved in
2017/2018 the preparation of a degenerate superfluid gas in a ring trap by means of combined
magnetic and optical traps. The internship project aims at building/setting up/using a complete optical
system based on Spatial Light Modulators (SLM) to trigger dynamics on the atomic ring.
This optical system will bring onto the atoms an optical intensity profile tailored on a scale of tens of
micrometers and whose pattern will be easily reconfigurable. Two types of SLMs could be used by the
intern depending on the period of arrival and the current experiment status:
- A liquid crystal SLM will help tailor the atomic wavefunction in the ring. By sending a light pulse with
an helicoidal profile pattern, the imprinted atomic phase corresponds to a superfluid with quantized
circulation in rotation [1]. This technique will allow us to imprint more complex phase profiles leading
to surface mode excitations theoretically described in this rotation context [2].
- We will also use a second SLM based on a Digital Micromirrors Device (DMD). This kind of SLM
has a much higher refresh rate than the liquid crystal ones and we will use it in a complementary way
to achieve dynamical barriers in the ring to mimic in a quantum simulation approach Josephson
junctions in superconducting solid-state physics. A full characterization of the modulator will be
performed, followed by the optical system set-up and its implementation in the experiment.
This internship will give the appointed student the opportunity to enhance his/her experimental skills
in optics and atomic physics. The student will work within the BEC group, beneficing from stimulating
interaction with the larger Quantum gases group of about fifteen people, including three other ultra
cold atom experiments and a theory group.
Our group is a member of SIRTEQ, a world-leading joint Institute gathering all the groups in Paris
DIM SIRTEQ 2018
area in the field Quantum technologies. The internship may lead to a PhD position.
[1] A. Kumar, R. Dubessy, T. Badr, C. De Rossi, M. de Goër De Herve, L. Longchambon, H. Perrin,
« Producing superfluid circulation states using phase imprinting », Phys. Rev. A 97, 043615 (2018).

Profil recherché

good background in optimcs and atomic physics. experimental project.

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
    99 Avenue Jean Baptiste Clément
    93430 VILLETANEUSE
  • Accès et transports
    Train ligne H, de la Gare du Nord (quais 30 à 36), jusqu'à la gare d'Epinay-Villetaneuse