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NanoSciences de Paris
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De la détection des ondes gravitationnelles à l’optomécanique quantique - Tristan Briant - Mercredi 19 octobre 2016 à 16 h 30

INSP - UPMC - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-23, 3e étage, salle 317

Tristan Briant, Maître de Conférences au Laboratoire Kastler Brossel

Résumé

Détecter les ondes gravitationnelles a nécessité quatre décennies d’effort pour atteindre une sensibilité de l’ordre de h 10^−21, correspondant à des déplacements des miroirs inférieurs à 10^−18 m. Indépendamment des bruits classiques (bruit sismique, bruit thermique...) dont il a fallu s’affranchir, on a réalisé dès le début des années 80 que les fluctuations quantiques de la lumière étaient à l’origine de deux bruits : un bruit de mesure, lié aux fluctuations de phase et un bruit d’action en retour, lié aux fluctuations d’intensité et de pression de radiation. La sensibilité est alors limitée par la Limite Quantique Standard (LQS), qui sera atteinte par les interféromètres de seconde génération quand ils seront à leur sensibilité nominale.

De nombreux efforts ont été déployés par la communauté pour battre cette LQS : utilisation d’états comprimés de la lumière, modification de la réponse mécanique des miroirs par la pression de radiation... et les premières mises en évidence expérimentales, sur des interféromètres suspendus ou sur des expériences à plus petite échelle ont vu le jour récemment.

L’optomécanique quantique était née, et des progrès récents en micro-fabrication ont permis un développement accéléré de ce nouveau domaine qui consiste à coupler des micro- ou nano-résonateurs mécaniques à des champs lumineux, l’accent pouvant être mis sur l’état quantique du résonateur ou sur celui des champs. Ce domaine offre de nombreuses promesses pour l’étude des fondements de la mécanique quantique (états quantiques et décohérence d’objets macroscopiques...) ou pour le traitement quantique de l’information.