Laboratoire Kastler Brossel

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Archives des articles parus à la Une

Un asservissement quantique

La stabilité des systèmes complexes, mais aussi nos actions quotidiennes sont assurées par des asservissements.

Vers des dispositifs optoélectroniques à polaritons

Le développement de dispositifs optoélectroniques intégrés de plus en plus performants est un enjeu crucial pour les technologies de l’information.

Condensation de Bose-Einstein en microgravité

Dans un condensat de Bose-Einstein (CBE), des milliers d’atomes se mettent dans le même état quantique, qui devient alors une onde de matière cohérente macroscopique. Ainsi, la réalisation expérimentale des CBE d’atomes neutres en 1995, couronnée par le prix Nobel de 2001, marque le début de l’époque des "lasers à atomes".

Amplification d’un signal par action en retour

Les mesures interférométriques de très petits déplacements arrivent à une limite de sensibilité connue sous le nom de Limite Quantique Standard (LQS), une conséquence de la perturbation imposée par la pression de radiation sur l’objet mesuré. L’équipe "Mesure et Bruits Fondamentaux" a néanmoins démontré qu’il est possible de tirer parti de cette action en retour pour amplifier le signal à mesurer et ainsi battre la LQS, comme cela est envisagé dans les futures antennes gravitationnelles.

Nouveaux résultats pour l’équipe "Gaz de Fermi ultrafroid"

Des tas de sable aux étoiles à neutrons, la compréhension du comportement d’un système comprenant un grand nombre de particules constitue l’un des défis majeurs de la physique du XXIème siècle.

Compression de spin dans un condensat de Bose-Einstein sur puce atomique

La compression de spin consiste en la création de corrélations quantiques entre un ensemble d’atomes permettant d’améliorer la précision des mesures de fréquence, donc de temps, dans les horloges atomiques.

Superfluidité de polaritons dans les microcavités semiconductrices

La superfluidité, c’est-à-dire la propriété d’un fluide quantique de s’écouler sans friction, est l’un des phénomènes les plus spectaculaires qui peuvent être observés dans des gaz dégénérés de bosons.

La force de Casimir : une sensibilité à la nanostructuration des surfaces

Deux surfaces placées en vis-à-vis s’attirent l’une et l’autre. Cette force, qui résulte des fluctuations quantiques présentes même dans le vide le plus parfait, a été prédite il y a cinquante ans par le physicien hollandais Hendrick Casimir.

Mesurer l’etat quantique d’un champ

L’équipe « Électrodynamique Quantique en Cavité » du LKB est parvenue à piéger de la lumière dans une « boîte à photons » (une cavité micro-onde) pendant un temps assez long pour en déterminer complètement l’état quantique et observer son évolution . Cet état est un objet mathématique qui permet de prédire la statistique des résultats de toute mesure possible sur la lumière piégée. Il peut en général être représenté par une carte de valeurs dans un « plan de phase » qui (...)

Back-action amplification of a signal

Very sensitive interferometric displacement measurements are a priori limited by the Standard Quantum Limit (SQL), a consequence of the perturbation of the probed object by the radiation pressure of the laser beam. The "Noise and Measurement" group has however demonstrated one could take advantage of such a back-action to amplify the measured signal, allowing one to beat the SQL as it is envisioned in the next generation of gravitational-wave detectors.

Shaping the void

Quantum vacuum may be devoid of matter but its shape is still important. The strength of the Casimir force caused by quantum fluctuations in the space between surfaces critically depends on their nano-scale shape. As recently published in Physical Review Letters, the geometrical approximation which is widely used to calculate the shape influence completely fails in this situation. Two reflecting plates in quantum vacuum attract each other. This startling vacuum force is called the Casimir (...)

Spin squeezing in a Bose-Einstein condensate on an atom chip

Spin squeezing in an ensemble of atoms can be used to improve the accuracy of frequency measurements in atomic clocks beyond the so called standard quantum limit.

Renverser le temps dans un système chaotique

En résonance magnétique nucléaire (RMN) conventionnelle, où les systèmes sont faiblement aimantés, les techniques faisant intervenir un « renversement du temps » au cours de l’évolution de l’aimantation sont largement utilisées et se trouvent, notamment, à la base de l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Par exemple, on sait provoquer une disparition contrôlée du signal radiofréquence détecté en appliquant un champ magnétique statique non uniforme puis, en inversant (...)

Polarized single photons emission from colloidal nanocrystals

The development of polarized single photon sources is an active research field in the domain of quantum information. In particular, in quantum cryptography, several protocols have been developed using a polarization-based codification, thus resulting in an increasing request of on-demand single photons with well defined quantum states. It is well know that wet-chemically synthesized colloidal quantum dots (so called colloidal nanocrystals) are efficient emitters with interesting quantum (...)

Physique quantique : le couple parfait

Maîtriser l’interaction entre atomes et lumière est l’une des clés pour les applications de la physique quantique. Depuis une vingtaine d’années, les chercheurs savent faire interagir un atome avec des photons « piégés » à l’intérieur d’une cavité formée de deux miroirs. Cela amplifie l’interaction entre l’atome et les photons et permet une meilleure compréhension des phénomènes quantiques, si bien que ces travaux représentent aujourd’hui un (...)

Courants de spins contrôlés optiquement dans les microcavités semiconductrices

Le spin d’une particule matérielle peut, comme le photon, transporter une unité d’information quantique, un qbit, ce qui rend les dispositifs à base de spin très prometteurs pour le traitement quantique de l’information. Dans l’expérience présentée ici, les chercheurs du Laboratoire Kastler Brossel ont réussi à créer avec un faisceau laser et à contrôler des courants de spin par un effet nouveau, l’effet Hall optique de spin. Dans les semi-conducteurs, les (...)

Compter les photons sans les détruire

La superposition quantique permet à un système d’être dans un état correspondant simultanément à plusieurs résultats possibles pour une mesure. Une mesure quantique idéale annule cette indétermination et laisse le système dans un état, choisi au hasard (« Dieu joue aux dés »), où la quantité mesurée est exactement déterminée. Une équipe du LKB vient de réaliser une telle mesure idéale pour le nombre de photons d’un champ cohérent stocké dans une « boîte » (une cavité microonde (...)

L’histoire d’un photon : une autre manière de « voir »

Le photon est le grain élémentaire de lumière, particule omniprésente et véhicule universel de l’information. Il n’est en général observable qu’en s’annihilant. Ainsi l’oeil, comme la plupart des récepteurs de lumière, absorbe irréversiblement le rayonnement qu’il détecte. On peut dire que l’information portée par les photons est détruite au fur et à mesure qu’elle est enregistrée. On peut certes voir le même objet classique aussi souvent (...)

Refroidissement optique d’un micro-résonateur mécanique

Détecter les fluctuations quantiques d’un résonateur mécanique est un formidable challenge expérimental pour les physiciens, qui requiert une fréquence de résonance très élevée et une très basse température de fonctionnement (typiquement 30 mK pour un résonateur oscillant à 1 GHz) pour placer le résonateur dans son état quantique fondamental. Une fois ce régime atteint, encore faut-il disposer d’un système capable de détecter les infimes déplacements du résonateur correspondant (...)

Du nouveau dans les condensats de Bose-Einstein

Mise en évidence de la transition de Berezinskii-Kosterlitz-Thouless L’équipe Atomes froids du Laboratoire Kastler Brossel vient d’observer expérimentalement la transition de phase de Berezinskii-Kosterlitz-Thouless dans un Condensat de Bose-Einstein. Cette transition se produit dans le domaine complexe des gaz bi-dimentionnels. Cette transition avait été prédite en 1972/73, puis observée dans des films d’hélium liquide et d’autres systèmes de matière condensée. En (...)