Isadora PERRIN soutiendra sa thèse le 23 septembre 2019 à 14h sur le sujet « Développement expérimental d’un capteur inertiel multi-axe à atomes froids hybride embarquable », préparée à l’ONERA sous la direction de François Nez (LKB) et encadrée par Yannick Bidel (ONERA).

La soutenance aura lieu dans l’Auditorium de l’Institut d’Optique Graduate School (2 avenue Augustin Fresnel, Palaiseau).

Résumé :

Cette thèse porte sur le développement expérimental d’un capteur inertiel à atomes froids hybridé avec des capteurs classiques permettant la mesure de l’accélération de pesanteur, de la composante verticale du gradient de gravité et de l’accélération horizontale. Les choix technologies ont été réalisés dans le but d’obtenir un futur capteur embarquable.
La mesure des différentes grandeurs inertielles est basée sur l’interrogation d’un nuage d’atomes froids en chute libre par interférométrie atomique. Pour cela, les atomes froids sont soumis à une série d’impulsions lasers qui réalisent des transitions Raman stimulées à deux photons.
Pendant cette thèse, a été développé un dispositif expérimental qui génère un nuage d’atomes froids de rubidium 87 et qui permet d’effectuer des séquences d’interférométrie atomique avec des faisceaux lasers Raman verticaux ou horizontaux sur une distance de chute maximale de 20 cm.
L’accélération de la pesanteur a été mesurée en utilisant un interféromètre atomique de type Mach-Zehnder avec une sensibilité de 6,8.10-7 m.s−2/Hz1/2 et une résolution optimale de 1,4.10-8 m.s−2/Hz1/2 après 6000 s.
Le gradient de gravité a été mesuré avec une méthode originale reposant sur un interféromètre de type « double boucle » hybridé avec un accéléromètre classique. Une démonstration de principe de la méthode a été réalisée ainsi qu’une étude des effets systématiques permettant d’évaluer l’exactitude. Une extrapolation avec une distance de chute de 1 m donne une sensibilité de l’ordre de 13.10-9 s-2/Hz1/2.
Enfin, une mesure de l’accélération horizontale a été réalisée avec une technique originale basée sur le balayage en fréquence du laser Raman qui permet d’interroger les atomes avec une vitesse nulle suivant l’axe de mesure. Hybridé avec un accéléromètre classique, une mesure de l’accélération horizontale a été obtenue avec une sensibilité de 3,2.10−5 m.s−2/Hz1/2 et une résolution optimale de 2.10−6 m.s−2 après 1000 s d’intégration.

Léo MOREL soutiendra sa thèse le 23 septembre 2019 à 14h sur le sujet « Interférométrie à haute sensibilité sur ondes de matière: vers une détermination de la constante de structure fine au niveau de 10E-10 », préparée au LKB, sous la direction de Saïda Guellati-Khelifa et Pierre Cladé.

La soutenance aura lieu dans la salle de conférence de l’IMPMC (couloir 22/23, 4ème étage, salle 401), sur le campus Jussieu de Sorbonne Université.

La soutenance sera en anglais.

Résumé :

La constante de structure fine α peut être déterminée à partir de la mesure du rapport h/m entre la constante de Planck et la masse d’un atome m. La comparaison de la valeur expérimentale de l’anomalie du moment magnétique de l’électron ou du muon à leurs valeurs théoriques prédites par le Modèle Standard et utilisant cette valeur de α permet d’accomplir un test très précis de ce modèle. Mon travail de thèse a porté principalement sur la mesure du rapport h/m de l’isotope 87 du rubidium en utilisant un nouveau dispositif expérimental. Nous avons installé le dispositif laser d’interférométrie atomique, pour interroger un nuage d’atomes froids produit dans une mélasse optique. En combinant un interféromètre utilisant des transitions Raman et la technique des oscillations de Bloch, nous avons démontré une sensibilité sans précédent sur la mesure de h/m correspondant à une incertitude statistique relative de 8.5 x 10 -11 en 48h de temps d’intégration, soit 4.3 x 10 -11 sur α.
Cette sensibilité nous a permis d’étudier expérimentalement de nombreux effets systématiques. Nous avons de plus mené un travail de modélisation qui a contribué à la mise en place de protocoles visant à compenser les biais induits par les effets systématiques. Nous présentons un bilan provisoire du budget d’erreurs associé à ces effets.

Three IEEE awards are presented annually at the IEEE International Frequency Control Symposium: the Cady Award, the Rabi Award, and the Sawyer Award.

Scope of Awards:

The W. G. Cady Award

The W. G. Cady Award is to recognize outstanding contributions related to the fields of piezoelectric or other classical frequency control, selection and measurement; and resonant sensor devices.

The I. I. Rabi Award

The I. I. Rabi Award is to recognize outstanding contributions related to the fields of atomic and molecular frequency standards, and time transfer and dissemination.

The C. B. Sawyer Memorial Award

The C. B. Sawyer Memorial Award is to recognize entrepreneurship or leadership in the frequency control community; or outstanding contributions in the development, production or characterization of resonator materials or structures.

=> Details about Award Descriptions and Nomination Procedures.

=> Questions regarding IEEE UFFC-S awards and proposals should be addressed to the IEEE IFCS Awards Chair, Awards Chair, James Camparo.

IEEE International Frequency Control Symposium (19-23 July 2020 – Keystone, Co, USA)

Mengzi HUANG soutiendra sa thèse le 17 septembre 2019 à 14h sur le sujet « Spin squeezing and spin dynamics in a trapped-atom clock », préparée au SYRTE et au LKB sous la direction de Carlos Garrido Alzar et Jakob Reichel.

La soutenance aura lieu dans l’amphithéâtre de l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP).

La soutenance sera en anglais, devant un jury composé de Monika Schleier-Smith, Morgan Mitchell, Ludovic Pricoupenko et Rodolphe Boudot.

Résumé :

Les capteurs atomiques sont un outil de référence pour les mesures de précision du temps, des champs électriques et magnétiques et des forces d’inertie. Cependant, en absence d’une corrélation quantique entre atomes, le bruit de projection quantique constitue une limite fondamentale pour ces capteurs, appelée la limite quantique standard (SQL). Les meilleures horloges actuelles ont déjà atteint cette limite. Cependant, elle peut être surmonté en utilisant l’intrication quantique, dans un état comprimés de spin notamment. Ce dernier peut être crée par mesure quantique non-destructive (QND), en particulier dans le cadre de l’électrodynamique quantique en cavité (cQED).

Dans cette thèse, je présente la deuxième génération de l’horloge à atomes piégés sur puce TACC, dans laquelle nous combinons une horloge atomique compacte avec une plateforme cQED miniature pour tester les protocoles de métrologie quantique à un niveau de précision métrologique. Dans une mesure Ramsey standard, nous mesurons une stabilité de 6E-13 à 1 s. Nous démontrons la compression de spin par mesure QND, atteignant 8(1) dB pour 1.7E4 atomes, limitée actuellement par la décohérence due au bruit technique.

Les collisions entre atomes froids jouent un rôle important à ce niveau de précision, donnant lieu à une riche dynamique de spin. Nous constatons que l’interaction entre mesures par la cavité et dynamique collisionnelle de spin se manifeste dans un effet d’amplification du signal de la cavité. Un modèle simple est proposé et confirmé par des mesures préliminaires. De nouvelles expériences sont proposés pour éclairer davantage la physique à N corps surprenante dans ce système d’atomes froids.

C’est avec une immense tristesse que nous vous faisons part du décès de notre chère collègue Jocelyne Guéna qui nous a quittés brutalement le 16 août à l’âge de 61 ans.

Jocelyne Guéna était directrice de recherche au CNRS. Ancienne élève à l’Ecole Normale Supérieure, elle a obtenu son Doctorat d’Etat en 1985 au Laboratoire Kastler Brossel, sur la première observation de la Violation de la Parité dans l’atome de césium, qui constitue un test expérimental à basse énergie des théories d’unification des interactions fondamentales. En tant que chercheuse au CNRS, Jocelyne Guéna a poussé la précision de ces mesures de Violation de la Parité et reçu en 1999 le prix Servant de l’Académie des Sciences pour sa contribution à ce champ de recherche.

En 2005, Jocelyne Guéna a effectué un changement de thématique vers la métrologie des étalons de fréquence. Elle a passé deux années en Suisse, à l’Observatoire de Neuchâtel puis au METAS à Bern, où elle a participé au développement d’une fontaine atomique à jet de césium continu refroidi par laser. En 2007, elle a rejoint le SYRTE à l’Observatoire de Paris où elle s’est consacrée au développement à l’état de l’art des fontaines à atomes froids de césium et de rubidium, à leur exploitation pour l’amélioration des performances en métrologie temps-fréquence et pour réaliser des tests de physique fondamentale. Son implication exceptionnelle a permis de transformer ces extraordinaires objets de recherche que sont les fontaines atomiques en des outils pour la recherche fondamentale et pour les services scientifiques, tels que le Temps Atomique International et le Temps Universel Coordonné. En 2017, ses travaux ont été récompensés par le prix de la Recherche du Laboratoire National de métrologie et d’Essais.

Tous ceux qui ont bien connu Jocelyne garderont le souvenir d’une chercheuse passionnée, et dont la rigueur scientifique n’avait d’égal que la modestie. Ses qualités humaines, ses compétences scientifiques et son sens profond de l’intérêt général l’avaient conduite à prendre des responsabilités importantes au sein du SYRTE et de la communauté temps-fréquence.

Quantum technologies are one of the major future challenges for research and science, but also a major opportunity for industry with respect to innovation and high technology. Indeed, quantum technologies and devices have already started to have an impact in industry, and several large companies are now developing new quantum devices or have started to integrate already existing devices into their products.

The exploitation of quantum effects in customised systems can lead to devices with superior performance and capabilities for sensing, measuring and imaging. The aim of this Special Issue on Quantum Metrology & Quantum Enhanced Measurement of the European Physical Journal Quantum Technology is to present cutting-edge research in the context of all these R&D quantum technology domains, as well as to highlight activities aiming to develop the necessary standardisation and metrological infrastructure for the characterisation and certification of the new quantum-based devices.

We invite you to submit articles for this special issue. Topics include, but are not limited to:

· Quantum Sensing with Colour Centres
· Quantum Imaging and Quantum Bio-Imaging
· Quantum-enhanced measurements in atomic systems
· Quantum-enhanced measurements in solid state systems
· Non-Classical light for quantum optical technologies and quantum enhanced measurement
· Entangled light sources and their characterisation and application
· Lattice and single trapped ion optical atomic clocks and optical combs
· Optical fibre link for Clock network Quantum Communication Testbed
· Technologies and Metrology for QKD
· Micro- and nanofabrication of quantum devices
· Josephson Junctions and Circuits
· Single-electron devices and fermionic quantum optics
· Quantum Hall effect and magneto-transport measurements
· Single photon sources and detectors technologies and metrology
· Entanglement-enhanced measurements and spectroscopy
· Quantum opto-mechanical resonators and quantum thermodynamics
· Quantum electrical transport and current sources
· Atomic-based sensors, e.g. quantum gravimeters, quantum gyroscopes, etc.
· Metrology of components for Quantum Computing

The special issue will be published as a Topical Collection in the framework of the Continuous Article Publication scheme allowing the usual EPJ Quantum Technology fast publication schedule whilst maintaining rigorous peer review; all articles must be submitted online, and peer review is managed fully electronically by the editors of the Special Issue.
Submissions are accepted from now until 30 June 2021.

=> Editorial information.

=> More information regarding the EPJ Quantum Technology (2018 impact factor: 2.84).

Oscillator IMP est une plateforme dédiée à la caractérisation de la stabilité de fréquence à court terme (de 1 ms ou moins à 1 jour). Cet outil utilise les meilleures références de fréquence actuelles couvrant un très large spectre de fréquences (de la radio fréquence à l’optique) et des instruments métrologiques de comparaison à l’état de l’art. Elle permet d’améliorer significativement la résolution des mesures tant pour les activités de service accréditées (calibrage) que pour les besoins en recherche et développement. Elle a vocation à être accessible aux agences, aux instituts de recherche et aux entreprises privées.

À l’issue de sa phase de construction, la plateforme Oscillator IMP a été inaugurée en 2018 et est en capacité d’offrir un ensemble de services. Néanmoins, le besoin a été identifié d’établir une stratégie opérationnelle et chiffrée pour concrétiser l’intérêt des utilisateurs, académiques et industriels, en France et à l’international. Oscillator IMP lance ainsi un appel d’offres pour la réalisation d’un business plan. Ce document de référence constituera à la fois un outil de pilotage et de communication. Il est attendu que le business plan présente une stratégie à cinq ans, aussi exhaustive que possible, et précise les étapes et ressources à mobiliser pour créer et saisir les opportunités d’utilisation (commerciale, technologique, scientifique) de cette infrastructure de pointe.
Le business plan fourni devra inclure a minima les livrables suivants :
1. Le recensement précis des services et performances proposés.
2. Une solide étude de marché, incluant une liste nominative de clients (et de collaborateurs) potentiels.
3. Des propositions d’aménagements réalistes à prévoir sur la plateforme, en termes scientifiques, technologiques, organisationnels et de ressources humaines, à court et moyen terme, pour atteindre le ou les marchés visés.
4. La présentation d’une stratégie commerciale claire et cohérente avec le ou les marchés visés et des prévisions financières réalistes.

Date limite de réponse au marché public : 16 septembre 2019 à 12h.

=> En savoir plus : site des marchés publics de prestations de services, cahier des clauses techniques particulières, cahier des charges administratives particulières, règlement de consultation.

Dang Bao An TRAN soutiendra sa thèse le 15 juillet 2019 à 10h30 sur le sujet « Laser à Cascade Quantique stabilisé sur peigne de fréquence, largement accordable et calibré au SI : application à la spectroscopie de très haute précision de molécules polyatomiques », préparée au LPL, sous la direction d’Anne Amy-Klein et le co-encadrement de Benoît Darquié.

La soutenance aura lieu dans l’amphithéâtre Copernic – Institut Galilée, à l’Université Paris 13 (accès).

La soutenance sera en anglais.

=> Résumé et informations pratiques.

Rémi GEIGER soutiendra son habilitation à diriger des recherches le vendredi 28 juin 2018 à 14h sur le sujet « Interférométrie atomique : de la physique fondamentale aux applications ».

La soutenance aura lieu à l’Observatoire de Paris (77 av. Denfert-Rochereau, Paris 14ème) en salle Cassini, Bâtiment Perrault.

Résumé :

L’interférométrie à ondes de matière remonte aux premiers âges de la mécanique quantique, le concept d’ondes de matière ayant joué un rôle clé dans le développement de la théorie quantique. La réalisation d’expériences d’interférométrie avec diverses ondes de matière a motivé les efforts de plusieurs communautés travaillant avec des électrons, des neutrons, des atomes, des molécules ou de l’antimatière. Le domaine de l’interférométrie atomique s’est développé rapidement au sein de la communauté de la physique atomique, et plus encore depuis l’avènement des techniques de refroidissement d’atomes par laser dans les années 1980, offrant un niveau élevé de contrôle. Les interféromètres à atomes froids sont actuellement étudiés par plus de 40 laboratoires de recherche dans le monde et développés dans plusieurs entreprises. Ils couvrent un large éventail d’applications dans les tests de physique fondamentale, la métrologie, les géosciences, la navigation inertielle ou l’astronomie gravitationnelle. Dans cette présentation, je décrirai certains de mes projets de recherche liés aux mesures d’effets gravitationnels et inertiels avec des interféromètres à atomes froids au sein de l’équipe interférométrie atomique et capteurs inertiels du SYRTE à l’Observatoire de Paris.

C’est une une jolie moisson de données qui a demandé beaucoup de travail et qui vient récompenser les scientifiques après seulement un mois de campagne de détection d’ondes gravitationnelles par Virgo et LIGO. O3, comme est appelée cette troisième campagne d’observation, a commencé le 1^er avril et devrait durer douze mois. Les améliorations apportées à la sensibilité des trois détecteurs LIGO-Virgo et le fait qu’ils fonctionnent simultanément ouvrent des perspectives sans précédent. C’est aussi la première fois que LIGO et Virgo fournissent des alertes publiques aussitôt qu’est observé un candidat crédible de signal gravitationnel transitoire. Cette stratégie vise à faciliter les observations concomitantes par les télescopes et renforcer le potentiel extraordinaire des observations multi-messagers.

« Je n’aurais pas pu rêver de meilleur moment pour être de quart ! », raconte Olivier Minazzoli, chercheur au Centre Scientifique de Monaco, collaborant actuellement avec le laboratoire ARTEMIS à Nice, et en charge de la caractérisation de Virgo au cours de la semaine passée. « Je m’attendais à voir un candidat paire de trous noirs, au mieux, mais certainement pas deux couples d’étoiles à neutrons, et encore moins ce qui pourrait être une grande première : l’absorption d’une étoile à neutrons par un trou noir ! »

=> Lire la suite.