Un laboratoire à ultra-basse température sans parois
Les expériences menées dans le secteur de la nanoscience visent à atteindre une catégorie de températures où les phénomènes quantiques, souvent noyés dans le bruit thermique, peuvent être sondés. L'étude des atomes ultrafroids et de leur comportement quantique promet la création d'une nouvelle génération d'appareil, pour pallier les micro-circuits traditionnels qui ont atteint les limites de la miniaturisation. Le projet MICROKELVIN (European microkelvin collaboration), financé par l'UE, a rapproché les plus grands laboratoires à ultra-basse température. Plus particulièrement, ce sont l'Université technologique de Helsinki (Finlande), le Centre national de recherche scientifique (France) et l'Université de Lancaster (Royaume-Uni) qui ont ouvert leurs installations aux utilisateurs externes. Ces laboratoires permettent d'atteindre des températures pouvant aller jusqu'au microkelvin grâce à différents types de systèmes de refroidissement. Le matériel de mesure permettant de répondre à de nombreuses techniques expérimentales a également été mis à disposition. Tout au long du projet MICROKELVIN, 72 utilisateurs de 14 états membres de l'UE ou des pays associés ont obtenu un accès international aux infrastructures partenaires. Des activités de recherche commune (ARC) ont été mises en œuvre afin de créer de nouveaux outils expérimentaux. L'une d'entre elles a donné lieu à de nouveaux concepts pour une réfrigération efficace des infrastructures minimes. Une autre activité de recherche commune utilise des techniques de nanofabrication pour développer des mesures de température et de réfrigération sur puce. Une troisième activité de recherche commune étudie l'application des mesures en microkelvin pour répondre aux questions fondamentales de physique. Les recherches menées dans le cadre du projet MICROKELVIN ont permis d'importantes innovations, dont plusieurs percées en ce qui concerne les condensats de Bose-Einstein et la mise au point de nouvelles sondes pour la matière noire. Plus important sans doute, l'équipe a conçu des amplificateurs d'interféromètre quantique supraconducteur destinés à réaliser des expériences à la limite quantique de la sensibilité. Grâce à ces activités en réseau, le projet MICROKELVIN a favorisé la culture de la collaboration entre les laboratoires de recherche et les communautés scientifiques. Trois workshops et la fondation de la European Cryogenic Society au sein de la division Matière condensée de la Société européenne de physique méritent d'être signalés. Plusieurs activités, dont le réseautage, l'accès international et les recherches communes, se sont avérées à la fois pratiques et efficaces. Le projet MICROKELVIN a permis de faire en sorte que les scientifiques disposent des outils et des infrastructures nécessaires pour répondre aux questions fondamentales de la physique de l'ultrafroid.
Mots‑clés
Laboratoire à ultra-basse température, régime microkelvin, nanoscience, nanotechnologies, phénomènes quantiques, interféromètre quantique supraconducteur
