Détection d'axions grâce à la magnonique quantique

Detection of axions with quantum magnonics

• Auteur / Autrice : Chloé Fruy
• Direction : Takis Kontos
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique de l'École normale supérieure
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole normale supérieure

Mots clés

Mots clés libres

Magnonique

Axions

Matière Noire

Physique Quantique

Circuit Quantiques Hybrides

Quantique

Magnonics

Axions

Dark Matter

Quantum Physics

Quantum Hybrid Circuits

Quantum

Résumé

Il existe un consensus général que seulement une petite fraction de la matière et de l'énergie dans l'univers a été détectée (environ 5%), le reste étant soit de la matière noire (environ 27%), soit de l'énergie noire (environ 68%). Elucider la nature et les propriétés de tels objets est un des plus grands challenges en physique aujourd'hui. En général, la matière noire (par exemple les WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) est considérée comme étant constituée de particules 'inondant' les halos galactiques - et donc la Voie Lactée. De ce fait, elle pourrait être en principe détectée dans des expériences en laboratoire. Ce projet de thèse s'appuie sur les développements d'un détecteur hybride magnon/photon construit en laboratoire et également sur nos travaux réalisés sur les systèmes quantique hybrides. Nous espérons que ce projet permettra de réaliser un capteur quantique pour les axions grâce à un détecteur insensible aux faux positifs (les perturbations locales) et sensibles aux aspects directionels prédits pour le champ d'axions dans le réferentiel terrestre.

There is a general consensus that only a small fraction of the matter and energy in the universe has been detected (about 5%), the rest being dark matter (about 27%) and dark energy (about 68%). Elucidating the nature and properties of such objects is one of the greatest challenges in physics. In general, dark matter (e.g. Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs) is thought to consist of particles that 'floods' galactic halos - and hence the Milky Way. Therefore, in principle, it can in principle be detected in laboratory experiments. This thesis work will build on developments of a hybrid magnon/photon detector which are being carried out in the lab as well as our work on hybrid quantum systems. We hope with this to be able to perform quantum sensing of axions with a detector insensitive to false positive local perturbations and sensistive to the directional aspects predicted for the axion field in the Earth frame.