Vortex et fluides quantiques de lumière

Vortices and quantum fluids of light

• Auteur / Autrice : Myrann Baker Rasooli
• Direction : Quentin Glorieux
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Kastler Brossel

Mots clés

Mots clés libres

Vortex optique

Simulation quantique

Fluides quantiques de lumière

Optical vortex

Quantum simulation

Quantum fluids of light

Résumé

Le moment orbital angulaire optique (Orbital Angular Momentum, OAM) est une grandeur quantique valant l par photon, où l est un entier relatif, dont le signe et la valeur sont liés respectivement au sens et à la multiplicité de l'hélice de phase du vortex optique qui le transporte. A la différence du SAM (Spin Angular Momentum), grandeur quantique associée à la polarisation de l'onde, l'OAM offre, a priori, une grande base d'états pour coder et construire des états intriqués. Pour exemple, l'équipe de Laurence Pruvost qui co-dirige la thèse sait réaliser couramment des vortex optiques de très bonne qualité portant des OAMs valant ±100. Un des enjeux actuels est de réaliser et de comprendre l'interaction d'un ou plusieurs OAMs avec la matière. C'est cette interaction qui produit le mixage d'OAMs, l'échange d'OAMs d'un vortex optique à un autre et qui génère de l'intrication d'OAMs. Dans cette thèse nous allons utiliser la collaboration entre le groupe de Quentin Glorieux au LKB et celui de Laurence Pruvost pour aborder cette problématique par le prisme original des fluides de lumière.

The optical orbital angular momentum (OAM) is a quantum quantity worth l per photon, where l is a relative integer. quantum quantity worth l per photon, where l is a relative integer, whose sign and value are respectively related to the direction and the multiplicity of the phase helix of the optical vortex which transports it. Unlike the SAM (Spin Angular Momentum), a quantum quantity associated with the polarization of the wave, the OAM offers, a priori, a large base of states to encode and construct entangled states. For example, Laurence Pruvost's team, which is co-directing the thesis, is able to realize very good quality optical vortices with OAMs of value ±100. One of the current challenges is to realize and understand the interaction of one or more OAMs with matter. It is this interaction that produces the mixing of OAMs, the exchange of OAMs from one optical vortex to another and that generates OAM entanglement. In this thesis we will use the collaboration between Quentin Glorieux's group at the LKB and Laurence Pruvost's group to approach this problem through the original prism of light fluids.