Durant les dix dernières années, des développements majeurs ont été obtenus pour refroidir et manipuler les atomes neutres de strontium jusqu’à la dégénérescence quantique. Parallèlement, des phases topologiques ont récemment été utilisées pour imprimer un champ de jauge abélien sur des atomes ultra-froids reproduisant l’effet d’un champ magnétique sur des particules chargées.De plus des potentiels de jauge non-abéliens apparaissent naturellement dans l’évolution adiabatique de systèmes quantiques possédant des dégrées internes de libertés dégénérés. Les potentiels de jauge non-abéliens ont été proposés pour créer par exemple, des monopoles magnétiques ou pour induire des couplages spin-orbite. Ils ouvrent ainsi de nouvelles connections entre la physique des atomes ultra-froids avec la spintronique ou la physique des hautes énergies.
Cette proposition de thèse, à dominante expérimentale, s’inscrit dans une thématique à la fois nouvelle et très compétitive. Une fois l’expérience montée, le ou la candidat(e) retenu(e) étudiera des configurations de champs de jauge sur un nuage ultra-froid de strontium 87. En contraste avec les alcalins, couramment utilisés dans les expériences d’atomes froids, les alcalino-terreux, comme le strontium, offrent des avantages décisifs. Tout d’abord, l’état fondamental et un état électronique singlet possédant un spin nucléaire (I=9/2 dans le cas du strontium 87). Ainsi les états de spin, sur lesquels seront appliqués les champs de jauge, seront extrêmement robustes d’une part face aux fluctuations inhérentes du champ magnétique et d’autre part face aux collisions dans le gaz ultra-froid. De plus le fort couplage hyperfin dans l’état excité 3P1 permet d’adresser optiquement les états de spin nucléaire du fondamental.
Ce projet scientifique s’effectue dans le cadre d’une collaboration Franco-Singapourienne impliquant le CNRS et l’Université de Nice Sophia-Antipolis (UNS) coté France et le Centre for Quantum Technologies (CQT) et la Nanyang Technological Unversity (NTU) coté Singapour. L’expérience est localisée à NTU, Singapour. Le Candidat retenu disposera d’une bourse Singapourienne pour la durée de la thèse.
Personne à contacter
-*Les candidatures, incluant un CV complet en langue anglaise et le contact d’au moins un référant, doivent être envoyées par courrier électronique à David Wilkowski