Sonder la physique de l'espace-temps courbe dans des matériaux relativistes – PROCURPHY

Les anomalies quantiques générées par les fluctuations d’un champ quantique dans un espace-temps courbe jouent un rôle important dans la description de la période d'inflation de notre Univers et des processus quantiques exotiques qui se déroulent au voisinage des trous noirs. Malheureusement ces enjeux de la physique moderne restent hors de portée des techniques d'observation actuelles. Notre projet ambitionne d’explorer théoriquement l’effet des anomalies gravitationnelles quantiques en matière condensée afin de proposer une exploration expérimentale réaliste de ces effets quantiques. En effet, il a été réalisé très récemment que les anomalies gravitationnelles pouvaient aussi se manifester en matière condensée à travers l’équivalence subtile entre une variation de température ou de vitesse de groupe et un champ gravitationnel. Notre programme de travail comprend plusieurs axes interconnectés de manière cohérente. Nous explorerons les propriétés thermiques anormales des trous noirs à travers le bruit de courant thermique dans des fils quantiques accessibles expérimentalement. Nous étudierons également les effets thermiques anormaux dans les semi-métaux tridimensionnels relativistes de Weyl et Dirac, en nous concentrant sur les relations non linéaires entre les caractéristiques gravitationnelles et thermiques. Nous étudierons les effets d’anomalie gravitationnelle jamais explorés au voisinage des vortex dans les supraconducteurs et dans les trous noirs analogiques acoustiques dans les condensats d'atomes froids : ces deux systèmes possèdent une région spatiale avec une grande vitesse superfluide analogue à la région proche de l'horizon d'un véritable trou noir. Enfin, nous considérerons les oscillations expérimentalement accessibles de la densité d'énergie dans l'effet Casimir dynamique pour lequel l'anomalie gravitationnelle ouvre une perspective passionnante pour mettre en œuvre un état de Floquet chauffant.