Eddy Collin
Host Institution : CNRS
Laboratoire : NEEL
Appel à projet : Consolidator (PE3)
Nom du Projet : ULT-NEMS – Ultra-Cold Nano-Mechanics: from Classical to Quantum Complexity
Montant : 1.99 M€
Description :
Les dispositifs nano-électromécaniques (NEMS) sont des objets extrêmement petits qui peuvent être actionnés et détectés par des moyens électriques.
Ce sont avant tout des transducteurs qui peuvent être utilisés comme sondes de forces jusqu’au niveau moléculaire.
Les NEMS fabriqués de haut en bas à l’aide de techniques microélectroniques conventionnelles sont des dispositifs simples qui lient intimement les degrés de liberté mécaniques et électriques.
En tant que tels, ils peuvent être considérés comme des systèmes modèles allant du mouvement harmonique de base (linéaire) jusqu’à la dynamique non linéaire complexe.
La situation expérimentale la plus intrigante est atteinte lorsque les dispositifs sont suffisamment froids pour se comporter selon les lois de la mécanique quantique, au lieu de la physique classique.
Cela conduit à une approche unique du croisement classique-quantique avec des états de position véritablement macroscopiques.
De manière complémentaire, à basse température, les forces détectées par le NEMS proviennent de matériaux eux-mêmes suffisamment froids pour présenter des propriétés quantiques exotiques, provenant soit des matériaux amorphes constitutifs des dispositifs et de leurs systèmes de tunnel intrinsèques insaisissables, soit de leur interaction avec un fluide sophistiqué comme superfluide 3He .
Je propose des recherches uniques liant la physique des ultra-basses températures et la nano-mécanique, en m’appuyant sur mes connaissances des deux domaines et mon expérience dans les circuits quantiques supraconducteurs.
La recherche comporte deux axes identifiés, qui visent à pousser à la fois les aspects « capteur » et « système modèle » des NEMS jusqu’à leurs retranchements quantiques.
Les états de position quantiques macroscopiques peuvent être conçus avec un agencement de circuit quantique hybride (une combinaison de NEMS, de micro-ondes et de bits quantiques), tandis que les états topologiques de 3He superfluide confiné avec leurs excitations élémentaires peuvent être sondés mécaniquement par un NEMS dédié (mesure du frottement).
L’impact scientifique de cette recherche est extrêmement large, abordant des questions fondamentales telles que : quelle/où est la frontière entre les mondes quantique et classique, et les particules de Majorana (potentiellement obtenues dans le 3He topologique) existent-elles ?