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Control optimal pour le développement d'interféromètres atomiques

Description

Cette proposition de thèse s’inscrit dans le contexte de projets impliquant des interféromètres atomiques spatiaux pour des tests de la relativité d’Einstein, la détection d’ondes gravitationnelles, ou pour des applications en géodésie spatiale. Les applications envisagées avec des atomes froids exploitent la possibilité de temps d’interaction très longs en impesanteur et leur manipulation à l’aide de réseaux optiques. Cependant, pour bénéficier pleinement de cette possibilité, l’utilisation de sources d’atomes ultra-froids, comme les condensats de Bose-Einstein est nécessaire. Les performances de tels instruments seront limitées in fine par la taille du nuage, son expansion résiduelle ou encore par le couplage à l’environnement. Nous proposons d’utiliser des méthodes de contrôle optimal, étudiées aujourd’hui dans le contexte des technologies quantiques, afin d’améliorer les performances de ces instruments notamment vis-à-vis de sa robustesse aux effets parasites.

Des outils théoriques nouveau de contrôle optimal appliqués à des systèmes quantiques ont été développés dans notre laboratoire. Le sujet de la thèse consiste à mettre en oeuvre ces protocoles sur un interféromètre atomique à l’état de l’art. Dans une première partie, le doctorant optimisera la source tout optique de condensats de Bose-Einstein. Il participera également à la mise en place du réseau optique vertical pour la manipulation des atomes durant la phase d’interférométrie. Le premier signal d’interférence devra ensuite être caractérisé afin d’en identifier les effets limitant. Dans une seconde partie, le doctorant se concentrera sur la mise en place de protocoles d’optimisation de la séquence d’impulsions du réseau en amplitude et en phase. Les résultats obtenus pendant cette thèse s’inscrivent dans la feuille de route du «quantum flagship » de l’union européenne, ils bénéficieront directement au développement de capteurs à atomes froids embarqués.

Profil

Physique quantique, physique atomique, optique

Description de la structure
Laboratoire d'accueil : Laboratoire Collisions Agrégats et Réactivité, LCAR
Directeur(rice) de thèse/recherche : Gauguet Alexandre
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : gauguet@irsamc.ups-tlse.fr
Responsable Cnes de l'offre : LEVEQUE Thomas

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019

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