Stages  | Offre de stage  | samedi 21 novembre 2015
Page modifiée le mardi 10 janvier 2017
Offre de stage
Mise en ligne le samedi 21 novembre 2015

L'équipe de "Spectroscopie Atomique aux Interfaces" applique des techniques expérimentales de spectroscopie laser pour étudier l’interaction entre une particule quantique polarisable et une surface. Cette interaction entre neutres, fondamentale pour la cohésion de la matière, est du type van der Waals, ou plus généralement Casimir-Polder, et s'interprète par les fluctuations du champ électromagnétique dans le vide quantique.
L'étude précise de cette interaction, importante aux courtes distances et qui s'avère sensible à la température du vide, est devenue d'un intérêt grandissant tant pour des mesures fondamentales (c'est le principal facteur limitant pour la recherche sur une éventuelle gravitation "non Newtonnienne"), que pour le piégeage d’atomes à proximité de structures nano/micro fabriquées (puces à atomes et molécules, nanofibres), ou que pour des prédictions réalistes de physico-chimie, voire de biologie.


L’équipe possède une longue expérience de la technique de réflexion sélective, une spectroscopie qui sonde les atomes situés à une fraction de longueur d'onde de la surface de la cellule soit typiquement ~100 nm pour une illumination dans le visible ou proche IR. Grâce à cette technique spectroscopique à haute résolution, l’équipe vient de mettre en évidence [Laliotis et al., Nat. Commun. 5, 4364 (2014)] la dépendance de la température de l'attraction Casimir-Polder, associée à l’excitation thermique des modes de surface (polaritons). Dans les expériences en cours, nous nous intéressons à un couplage résonnant où l'excitation thermique des modes de surface, serait transférée aux atomes par un échange réel, et quantique, d'énergie. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives pour le contrôle thermique des interactions avec une surface, avec une sonde atomique du régime nano-thermique, lorsque les propriétés de champ proche invalident les descriptions habituelles du "rayonnement de corps noir".


En collaboration avec l'équipe de métrologie infrarouge du LPL, l'équipe vise aussi à faire des mesures équivalentes de l’interaction Casimir-Polder sur des molécules ce qui permettrait à plus long terme de mettre en évidence des effets liés à la géométrie complexe des molécules (chiralité, anisotropie,…). Dans ce but, un montage de spectroscopie de réflexion dans l'infrarouge moyen (transitions ro-vibrationelles de SF6 à 10,6µm) est en cours de développement Ce montage utilise un Laser à Cascade Quantique (LCQ), dont le faible niveau de bruit devrait permettre de surmonter le défi essentiel du passage d'atomes aux molécules : pour une molécule, les transitions moléculaires individuelles sont beaucoup plus faibles à cause de la répartition en de multiples sous-niveaux vibrationnels.


Quel que soit le montage d'actualité lors du stage, l'apprentissage de techniques variées de spectroscopie laser, et sans doute la comparaison de spectres expérimentaux avec des formes bien modélisées seront au programme du stage.


Niveau du stage : niveau attendu des étudiants : Master 2
Stage pouvant éventuellement mener à une thèse de doctorat


Contact : Athanasios Laliotis ou Isabelle Maurin

Interaction fondamentale de type Casimir-Polder entre atome ou molécule et surface : spectroscopie et effet du rayonnement thermique



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