Thermométrie Quantique

Quantum Thermometry

• Auteur / Autrice : Emile Ferreux
• Direction : Stephan Briaudeau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Métrologie
• Date : Inscription en doctorat le 10/09/2021
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCM - Laboratoire commun de métrologie LNE Cnam
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Conservatoire national des arts et métiers (France ; 1794-....)

Mots clés

Mots clés libres

Métrologie en température

Nanorésonateur optmécanique

Corrélations de quadratures

Pression de radiation

Cristal photonique et phononique

Mouvement Brownien

Temperature Metrology

Optomecanical nanoresonator

Quadrature correlations

Radiation pressure

Photonic and phononic crystal

Brownian mouvement

Résumé

En 2019 le système international à redéfini le kelvin à partir de la constante de Boltzmann. L'objectif de cette thèse de doctorat est la réalisation et la validation métrologique d'un thermomètre quantique basé sur cette nouvelle définition, qui sonde les mouvements Browniens d'un résonateur mécanique. Le senseur utilisé est un dispositif optomécanique qui se comporte comme cristal photo- et phono-nique formant à la fois un nano-résonateur au GHz et une cavité optique de grande finesse. La mesure repose sur une détection optique où le bruit quantique d'intensité d'un laser est utilisé comme référence pour calibrer le bruit thermique du résonateur.

In the international system of units (SI), the kelvin was redefined in 2019 by fixing the value of the Boltzmann constant. This PhD thesis aims to create and characterize a quantum thermometer based on this new definition by measuring the Brownian motion of a mechanical resonator. The sensor used is an optomechanical device that behaves as a photonic and phononic crystal, being both a GHz nano-resonator and a high finesse optical cavity. The measure is based on an optical detection by which a laser's quantum radiation pressure's noise is used as a reference to calibrate the resonator's thermal noise.