Description

Les solitons sont des objets fondamentaux omniprésents dans les systèmes d’ondes dispersives non-linéaires. Dans la fibre optique, ilsprennent la forme d’impulsions courtes se propageant sans déformation sur de très grandes distances. Les solitons présentent despropriétés remarquables et peuvent être décrits comme des particules interagissant par collisions élastiques. Depuis quelque années,le concept de gaz de solitons (grand ensemble aléatoire de solitons en interaction) attire une attention grandissante dans de nombreuxdomaines de la physique non-linéaire de par sa faculté à décrire des phénomènes complexes liés à la turbulence intégrable.Cependant, les comportements émergents à grande échelle restent méconnus. « L’Hydrodynamique Généralisée » (GHD) est un cadrethéorique très récemment développé afin de décrire ces comportements dans des systèmes quantiques hors équilibre. Elle donneaccès notamment à la valeur moyenne des observables locales ainsi que leurs corrélations spatio-temporelles.

L'objectif de cette thèse est de réaliser des expériences originales d’optique non-linéaire sur plateforme fibrée visant à générer,manipuler et observer des grands ensembles de solitons afin de confirmer les prédictions de GHD, voir d’en affiner les modèles. Celarepose sur le savoir faire unique de l’équipe d’accueil qui développe des systèmes de boucles de recirculation fibrées permettant lecontrôle spatio-temporelles d’ondes durant leur propagation. En particulier, de nombreuses configurations où les solitons interagissentdans des potentiels externes de formes variées seront étudiées, ainsi que l’impact d’effets brisant l’intégrabilité du système. Lesactivités envisagées incluent aussi la réalisation de simulations numériques de propagation d’ondes et l’utilisation d’outilsd’apprentissage automatique afin de générer expérimentalement des champs optiques complexes.

Compétences requises

Les candidats devront détenir (ou être en passe de détenir) un diplôme équivalent au M2 en Physique avec une spécialisation en dynamique non-linéaire ou en photonique. Des compétences en optique (fibrée), en programmation (Python/Matlab) et une maîtrise de l’anglais sont attendues.

Bibliographie

[1] F. Copie et al., Controlled manipulation of solitons in a recirculating fiber loop using external potentials, Phys. Rev. Research, 7, 043232 (2025)

[2] B. Doyon et al., Generalized Hydrodynamics: A Perspective, Phys. Rev. X, 15, 010501 (2025)

Mots clés

soliton, fibre optique, dynamique non-linéaire