Dynamique quantique de condensats de polaritons excitoniques – Quandyde

Les polaritons de cavités sont des quasi-particules mi-lumière mi-matière, issues du couplage fort entre les excitons de puits quantiques et le mode optique d’une cavité Favry-Pérot. Après la première démonstration expérimentale de la condensation de Bose des polaritons de cavité en 2006, la recherche sur la physique des polaritons s’est considérablement développée ces dernières années, et est devenue l’un des volets majeurs au niveau international de la recherche sur les liquides quantiques. Tandis que nombreuses propriétés fascinantes ont déjà été mises à jours avec les atomes froids, les polaritons présentent un avantage décisif de part leur grande flexibilité et le contrôle complet via la lumière que l’on peut en avoir pour leur création et leur détection. Des propriétés physiques sont de plus spécifiques aux polaritons de cavité, en raison de leur caractère fortement hors-équilibre et des interactions polariton-polariton. A ce jour, la physique des fluides quantiques de polaritons reste encore peu explorée.
Les quatre partenaires du projet Quandyde sont parmi les acteurs majeurs de ce domaine de recherche très actif et compétitif. Dans ce projet, ils proposent des avancées qualitatives dans l’exploration des propriétés fondamentales des fluides quantiques de polaritons. Cette étude sera menée dans des résonateurs de géométrie et de dimensionalité différentes. De plus, en s’appuyant sur la grande maîtrise du LPN dans la fabrication d’échantillons dans le système GaAs, les partenaires du projet Quandyde développeront des dispositifs à polaritons innovants.
- Le premier volet scientifique du projet Quandyde sera dédié à l’étude de la propagation des condensats de polaritons et à leurs excitations topologiques. Il est maintenant envisageable d’observer la génération de solitons, de réseaux de vortex et d’explorer le régime de la turbulence quantique. En contrôlant le désordre dans les échantillons, nous allons étudier l’effet du désordre sur la propagation et la transition entre phase localisée et phase superfluide.
- Le deuxième volet du projet Quandyde sera dédié à la physique de nouveaux dispositifs à polaritons. Nous voulons observer l’effet Josephson normal et chaotique, construire le premier interféromètre à polaritons, et démontrer les oscillations de Bloch d’un paquet d’onde de polaritons. De plus, nous allons développer, à la fois du point de vue théorique et qu’expérimental, la physique de chaînes de micropilliers couplés, un nouveau paradigme pour le modèle de Bose-Hubbard hors équilibre.