Description

La première partie de ce projet de thèse aborde une question fondamentale : comment la turbulence bidimensionnelle émerge-t-elle en fonction du désordre dans un fluide quantique de lumière ? En utilisant des excitations optiques pour imposer à la fois une périodicité spatiale contrôlée et des paysages de désordre ajustables, notre système expérimental peut être conduit à travers des régimes allant de la dynamique linéaire des ondes à des états solitoniques, jusqu’à une turbulence pleinement développée. En faisant varier de manière systématique un désordre imposé extérieurement (son amplitude et ses propriétés de corrélation), nous étudierons comment les inhomogénéités spatiales initient, modèlent ou suppriment l’apparition du comportement turbulent et la prolifération de vortex. L’imagerie DFG ultrarapide en prise unique fournira un accès direct aux distributions de vortex et aux corrélations spatiales à travers ces différents régimes.

La seconde partie du projet cherche à déterminer si des forces peuvent émerger dans un fluide quantique de lumière, une question qui reste non triviale compte tenu de l’absence de viscosité dans les superfluides. Pour y répondre, nous proposons d’étudier comment un superfluide de polaritons interagit avec un potentiel répulsif contrôlé, et si une telle interaction peut conduire à un transfert de quantité de mouvement mesurable. En particulier, nous explorerons la possibilité que la turbulence et la nucléation de vortex constituent le mécanisme microscopique par lequel apparaissent des forces effectives quantifiées de portée finie. En suivant la transition entre un écoulement sans frottement et un échange de quantité de mouvement induit par la turbulence, ce travail vise à clarifier l’origine physique des forces dans les superfluides quantiques entraînés et dissipatifs.

Compétences requises

Pour mener à bien ce projet expérimental, le candidat devra avoir un intérêt prononcé pour les expériences d'optique avancées, notamment dans le domaine quantique. Les principales qualités requises incluent la curiosité et la rigueur. Les prérequis académiques pour ce poste sont ceux d'un Master en Physique fondamentale, avec une orientation particulière vers la physique quantique.

Bibliographie

[1]. Jamadi, et al. Optica 24, 043001 (2022)
[2] Q. Fontaine et al., Nature 608, 687-691 (2022)
[3] D. Caputo et al., Nature Materials 17, 145 (2018).
[4] A. Tikan et al., Nat. Phot. 12, 228 (2018)
[5] E. Altman et al., Phys. Rev. X 5, 011017 (2015)
[6] I. Carusotto, Rev. Mod. Phys. 85, 299 (2013)
[7] D. Sanvitto et al., Nat. Phot. 5, 610 (2011)
[8] A. Amo et al., Science 332, 117 (2011),
[9] A. Amo et al., Nat. Phys. 5, 805 (2009),
[10] A. Amo et al., Nature 457 291-295 (2009)

Mots clés

Turbulence stochastique, Fluide quantique de Lumière, Système hors équilibre