Unifier des aspects de la mécanique classique et de la mécanique quantique
Les phénomènes que l'on observe à la fois en mécanique classique et quantique suscitent un grand intérêt pour leurs applications potentielles en spintronique, en informatique quantique et dans d'autres domaines. Les techniques et les expériences possibles dans le domaine de l'optique moderne, notamment en photonique, donnent l'opportunité de tester des idées de mécanique quantique dans des systèmes mécaniques classiques (optiques ou électromagnétiques (EM)). Des chercheurs ont initié le projet SPIVOR («Geometrical aspects of spin and vortex dynamics in electromagnetic and matter waves»), financé par l'UE, pour analyser les similarités des dynamiques de spin et de tourbillons dans les systèmes mécaniques classiques et quantiques. Le spin est une entité mécanique strictement quantique de particules élémentaires, une forme intrinsèque de moment angulaire qui n'a rien à voir avec la rotation (contrairement au moment angulaire orbital) et quantifiée en valeurs discrètes. Il est également caractéristique des électrons et des photons, l'unité quantique du rayonnement EM. La plupart des particules avec spin ont un moment magnétique, et les tourbillons magnétiques en mécanique quantique (de petites tempêtes magnétiques sur quelques atomes) font l'objet d'un grand intérêt pour leurs applications potentielles en matière de stockage magnétique de mémoire. Le projet SPIVOR s'est intéressé aux questions de couplage spin-orbite (SOI) et de moment angulaire (AM) en optique et en mécanique quantique, avec des applications potentielles en optique des fibres, métamatériaux (matériaux qui possèdent des propriétés que l'on ne retrouve pas dans la nature) et détection à distance des atmosphères turbulentes. Les chercheurs ont développé des descriptions théoriques des phénomènes qui ont ensuite été testées de manière expérimentale pour vérification. Les résultats ont unifié des questions précédemment disjointes, soulignant les relations fondamentales entre elles et permettant une meilleure compréhension du SOI et du AM dans les ondes optiques et électroniques. De plus, le projet a développé de nouvelles méthodes pour la manipulation et la mesure des phénomènes dans les matériaux et les nanostructures qui feront sans aucun doute progresser des domaines liés comme l'optoélectronique, la magnétoélectronique et la spintronique. Le projet SPIVOR a révélé la nature unifiée des dynamiques de spin et de tourbillon dans la lumière classique et les ondes électroniques en mécanique quantique, ouvrant la voie à une compréhension fondamentale plus approfondie et de nombreuses applications très intéressantes.
