Prix de thèse académique 2022 : Dylan CATTIAUX

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Dylan CATTIAUX a reçu le prix de thèse académique 2022 pour ses travaux de recherche parmi les docteurs diplômés en 2021.

Intitulé de la thèse : Optomécanique micro-onde à ultra-basses températures pour la détection quantique.

Dylan CATTIAUX - Prix de thèse académique 2022Les récentes avancées dans l'observation et l'exploitation du mouvement mécanique macroscopique à la limite quantique ont ramené les expériences optomécaniques à des températures toujours plus basses et à des tailles toujours plus petites, ce qui a donné un nouvel élan à un nouveau domaine de recherche où l'on utilise des photons à faible énergie (plus compatibles) : l'optomécanique à micro-ondes. Des circuits supraconducteurs à micro-ondes sont utilisés et font le lien entre l'optomécanique et l'électronique quantique, ce qui positionne la première comme une nouvelle ressource pour le traitement de l'information quantique. Mais les plates-formes optomécaniques à micro-ondes offrent également des capacités uniques pour tester la mécanique quantique au niveau le plus élémentaire : si l'on considère ces dispositifs comme des détecteurs à la limite quantique, l'accent est mis sur les bains thermodynamiques qui interagissent en permanence avec le degré de liberté mécanique. Les questions fondamentales abordées sont alors la thermodynamique quantique, la frontière entre la mécanique classique et quantique définie par l'effondrement de la fonction d'onde, et les propriétés des matériaux à ultra-basse température.

Afin de réaliser de telles expériences à la frontière de la physique moderne, une plateforme opto-mécanique unique à micro-ondes/micro-Kelvin a été créée. Il est démontré pour la première fois le refroidissement passif d'un dispositif mécanique en forme de tambour en aluminium de 15 MHz jusqu'à 500 micro-K, atteignant une population pour le mode fondamental de 0,3 quanta en moyenne ; tous les modes supérieurs étant vides avec une très haute probabilité. En utilisant l'optomécanique micro-ondes comme détecteur non invasif, nous rendons compte des propriétés thermiques en équilibre de ce mode de fréquence la plus basse, défiant la théorie dans un domaine expérimental sans précédent.

Dylan Cattiaux est décédé tragiquement en montagne après sa soutenance à l’âge de 26 ans. Il a déjà été primé pour sa thèse par le groupement de recherche MecaQ qui a souhaité donner le nom du premier docteur primé au « Prix de thèse en optomécanique et nanomécanique » qui s'appellera dorénavant le « Prix Dylan Cattiaux ». En savoir plus

Mots clés : Ultra-basses températures, Optomécanique, Limite quantique, Nonlinéarité, Nanomécanique, Capteurs optiques, Basses températures – recherche, Électronique quantique

École doctorale : ED de Physique
Laboratoire d’accueil : Institut Néel (CNRS)
Direction de thèse : Eddy COLLIN et Xin ZHOU

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Mis à jour le  2 juin 2022