Robin Kaiser, Lauréat d'un appel ERC "Advanced Grant"

Le projet ANDLICA explore la localisation d'Anderson de la lumière dans un nuage d'atomes froids

Le Conseil européen de la recherche (ERC) a annoncé fin mars les résultats de l’appel ERC Advanced Grant. Le projet porté par Robin Kaiser a été retenu parmi les lauréats. Ce projet constitue une reconnaissance de l'excellence de la recherche menée par Robin Kaiser et l'équipe atomes froids depuis de nombreuses années.

Ce projet utilisera de grands nuages d'atomes froids d'ytterbium pour observer la localisation d'Anderson de la lumière en trois dimensions, ce qui met au défi les théoriciens et les expérimentateurs depuis de nombreuses décennies.

Après la prédiction par Anderson d’une transition conducteur à isolant induite par le désordre pour les électrons, la lumière a été proposée comme une onde idéale sans interaction permettant d’explorer les propriétés de transport cohérent en l’absence d’interactions. Le développement expérimental et théorique des dernières années a montré la voie à suivre pour la réalisation expérimentale de cette transition de phase.

Les précédentes études sur la localisation d'Anderson de la lumière à l'aide de poudres semi-conductrices ou de particules diélectriques ont montré que les propriétés intrinsèques des matériaux, telles que l'absorption ou la diffusion inélastique de la lumière, devaient être prises en compte dans l'interprétation des signatures expérimentales de la localisation d'Anderson. Les nuages d'atomes refroidis au laser évitent les problèmes d'échantillons utilisés jusqu'à présent pour étudier la localisation d'Anderson de la lumière. Des modèles théoriques ab initio, disponibles pour les atomes froids d’ytterbium, ont montré que la seule densité spatiale élevée de l’échantillon diffusant n’était pas suffisante pour permettre la localisation d’Anderson de photons en trois dimensions, mais qu’un champ magnétique supplémentaire ou un désordre supplémentaire sur les décalages des niveaux peut induire une transition de phase en trois dimensions.

Le rôle du désordre dans les interactions atome-lumière a des conséquences importantes pour la prochaine génération d’horloges atomiques à haute précision et de mémoires quantiques. En reliant l'approche de la physique mésoscopique à l'optique quantique et la diffusion coopérative, ce projet permettra de mieux contrôler les atomes froids en tant que blocs élémentaires des futures technologies quantiques. Des expériences de transport résolues dans le temps permettront de connecter une transmission assistée par super et sous-radiance aux états propres étendus et localisés du système.

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