Thèse : vers la mesure de l’intrication entre électrons relativistes et photons médiée par des plasmons

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 cohérence quantique est au cœur de phénomènes tels que l’intrication et les oscillations de Rabi, qui n’ont pas d’équivalent classique. Grâce aux avancées récentes en nanophysique des électrons libres et en nano-optique quantique, il devient aujourd’hui possible d’explorer ces phénomènes à l’échelle nanométrique.
Une question fondamentale demeure cependant ouverte : un électron libre relativiste peut-il être intriqué avec un photon ? L’objectif de cette thèse est de répondre à cette question en développant une nouvelle génération d’expériences de corrélation électron-photon.
Le doctorant (H/F) utilisera un microscope électronique en transmission à balayage afin de sonder des nanostructures plasmoniques chirales spécialement conçues. Des travaux récents de l’équipe ont montré que ces structures émettent des photons circulairement polarisés et que les électrons associés acquièrent un moment cinétique orbital bien défini, ouvrant la voie à la génération d’états électron-photon intriqués.
La thèse consistera à développer et mettre en œuvre des expériences de corrélation temporelle électron-photon visant à démontrer cette intrication et à tester les inégalités de Bell associées. Réalisé dans le cadre de l’ERC Advanced Grant FreeQCC, le projet s’appuiera sur une combinaison unique au monde de microscope électronique, de nanostructures sur mesure et de détecteurs de pointe, à l’interface entre physique quantique, nano-optique et instrumentation avancée.

Contexte :
Le Laboratoire de Physique des Solides est une unité mixte de recherche (UMR 8502) de l'Université Paris-Saclay et du CNRS. Il est affilié à l'Institut de Physique du CNRS et à la 28e section du Conseil National des Universités. Le LPS est membre de la Fédération Friedel-Jacquinot, structure de coordination de la physique sur le plateau du Moulon à Orsay (IdF).
Il regroupe une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, et l'activité de recherche est soutenue par une soixantaine d'ingénieurs, techniciens et administratifs.
Le laboratoire accueille chaque année un grand nombre d'étudiants de premier et deuxième cycle dont de nombreux doctorants, ainsi que des chercheurs en postdoctorat et des scientifiques invités. Le laboratoire couvre une plus grande variété de sujets que son nom ne le suggère, et vise à aborder toute la diversité de la physique de la matière condensée. L'activité de recherche s'organise autour de trois grands axes, qui impliquent chacun à peu près le même nombre de scientifiques :
• Nouveaux états électroniques de la matière
• Phénomènes physiques aux dimensions réduites
• Matière molle et interface physique-biologie
Dans le premier axe sont regroupées des études tant expérimentales que théoriques ayant trait aux propriétés des systèmes dans lesquels les corrélations électroniques sont généralement fortes et qui sont sièges de propriétés remarquables et d'états él
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Contraintes et risques :