Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
La lévitation optique est une thématique émergente en optomécanique dans laquelle une nanoparticule est piégée dans le vide à l’aide d’un laser focalisé par une optique à large ouverture numérique. Le laser produit une force optique équivalente à un ressort mécanique et le système peut être considéré comme un résonateur masse-ressort oscillant au kHz. Grâce à la qualité de leurs résonances, les systèmes en lévitation sont actuellement exploités pour réaliser une métrologie de haute sensibilité, détecter les ondes gravitationnelles ou encore rechercher de la matière noire. Par-dessus tout, la lévitation offre la perspective remarquable d’exalter des propriétés quantiques à l'échelle mésoscopique (c'est-à-dire à la transition quantique-classique) pour confirmer (ou écarter) les hypothèses fondamentales de la physique quantique.

Le ou la candidat(e) se concentrera sur le développement d’une plateforme expérimentale de lévitation optique qui sera utilisée afin de refroidir une nanoparticule à son état quantique fondamental. Par ailleurs, le dispositif sera également employé pour implémenter des protocoles temporels permettant la préparation d’états non-classiques. Durant cette thèse principalement expérimentale, le ou la candidat(e) pourra être amené(e) à effectuer des développements théoriques d’optomécanique quantique ainsi que des simulations numériques en fonction des besoins rencontrés.
Contexte :
Le ou la candidat(e) se joindra à l’équipe de Nicolas Bachelard composée de 3 étudiants en thèse et travaillant sur des thématiques connexes. Il ou elle pourra bénéficier d’interactions quotidienne avec le superviseur et de meetings réguliers afin d’encadrer au mieux la progression de la thèse. Enfin, tout le matériel nécessaire à la conception du dispositif expérimental a déjà été approvisionné.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
Utilisation de laser classe 4 dans l’infrarouge.