Stages  | Offre de stage  | mercredi 02 novembre 2016
Page modifiée le mardi 10 janvier 2017
Offre de stage
Mise en ligne le mercredi 02 novembre 2016

Contexte : Au cours de ce stage, l’étudiant participera au développement de nouvelles technologies de pointe pour l’étude de molécules polyatomiques à un niveau de précision encore jamais atteint. Ces développements sont à l’avant-garde de la recherche sur les molécules froides et du domaine des mesures spectroscopiques de précision et ouvrent la voie à la réalisation de tests de physique fondamentale et à l’exploration des limites du modèle standard.


Comparés aux atomes, les systèmes moléculaires, de par leurs nombreux degrés de liberté, ouvrent de nombreuses perspectives pour l’amélioration des tests de physique fondamentale et les mesures de précision en général. Les molécules sont actuellement ou ont été récemment utilisées pour tester des symétries fondamentales, mesurer des constantes fondamentales ou leur possible variation temporelle.
La plupart de ces expériences se ramènent à des mesures de fréquences moléculaires, démontrant ainsi l’importance de la métrologie des fréquences. De plus elles nécessitent des techniques de manipulations avancées telles que celles aujourd’hui standard dans le domaine des atomes froids, comme la possibilité de refroidir les degrés de liberté externes et internes. Les développements instrumentaux auxquels participera l’étudiant constituent des étapes importantes pour la mise en place de ces techniques sur les molécules. Ces outils seront directement utiles pour les mesures spectroscopiques de précision autour de 10 µm en cours ou à venir dans notre équipe, notamment pour un test de la symétrie droite-gauche (parité) dans les molécules chirales, ou bien pour la mesure de la possible variation temporelle de la constante fondamentale me/mp, le rapport des masses de l’électron et du proton.


Notre approche est celle du domaine de la métrologie « temps-fréquence ». Nous développons une horloge moléculaire, c’est-à-dire une expérience de spectroscopie laser de précision dans l’infrarouge moyen (longueur d’onde ~10 µm). Pour cela, nous prévoyons de sonder des jets lents et intenses de molécules froides à l’aide d’une technique d’optique quantique appelée interférométrie de Ramsey.


Objectifs du stage :
L’étudiant participera aux développements instrumentaux indispensables à la construction d’une telle horloge moléculaire. En fonction de ses goûts et de l’état d’avancement du projet, il travaillera en priorité sur l’un des aspects suivants :

  • mise en œuvre de nouvelles sources lasers émettant dans l’infrarouge (3 à 25 µm), appelées lasers à cascade quantique (QCL) et de l’instrumentation nécessaire au contrôle de leur fréquence à un niveau métrologique ;
  • mise en œuvre d’un détecteur microonde de haute sensibilité, pour la détection de populations d’états quantiques moléculaires individuels de molécules froides ;
  • participation au développement d’une source de molécules froides, issues d’une cellule cryogénique, en collaboration avec une équipe de l’Imperial College London.


Si le temps le permet, l’instrumentation développée au cours du stage sera mise à profit pour des expériences de spectroscopie de précision.

L’étudiant sera encadré par un chercheur, un maître de conférences et 2 doctorants travaillant sur le dispositif.


Mots clés :
physique moléculaire, physique quantique, optique et lasers, molécules froides, mesures spectroscopiques de précision, métrologie des fréquences, techniques du vide, électronique, jets moléculaires, détection faibles signaux (modulation d’amplitude et de fréquence).

Qualités du candidat requises : bonnes connaissances de physique de base, une expertise en physique expérimentale (en particulier en optique expérimentale) et / ou en programmation et simulation serait bienvenue, curiosité et créativité.


Possibilité de poursuivre en thèse ?
oui
Mode de financement éventuel ? allocation ministérielle / contrat propre à l’équipe


Contact :
Benoît Darquié

Mesures de précision et tests la physique fondamentale avec des molécules froides



© 1998 - 2017 Laboratoire de physique des lasers (LPL). Tous droits réservés.
Université Paris 13 (UP13) - Institut Galilée - CNRS LPL UMR7538
99, av. J.B. Clément - 93430 VILLETANEUSE - FRANCE
Logo IG
Logo UP13
Membre fondateur de
Logo PRES Sorbonne Paris Cité
Logo Campus Condorcet
Logo CNRS