Descrizione del progetto
Collegare atomi e nanoparticelle
Nel mondo della meccanica quantistica, le dimensioni rappresentano una barriera. Se da un lato è facile spingere un singolo atomo in uno stato di sovrapposizione (esistente in due luoghi contemporaneamente), dall’altro lato farlo con oggetti più grandi, come le nanoparticelle di silice, rimane ancora difficile. Queste particelle sono troppo pesanti per consentire agli attuali strumenti ottici di manipolare direttamente il loro moto quantistico. Consapevole di ciò, il progetto HYQAP, finanziato dal CER, mira a trovare una soluzione alternativa. In particolare, verrà progettato un tipo di handshake ibrido. Intrappolando un atomo di cesio neutro insieme a una nanoparticella in una cavità ottica ad alta finezza, i ricercatori intendono utilizzare le interazioni indotte dalla luce per collegarli. Attraverso l’entanglement dei due elementi, è possibile trasferire le proprietà quantistiche dell’atomo alla particella più grande, ottenendo sensori ultraprecisi in grado di misurare la debole attrazione delle forze di Casimir.
Obiettivo
Generating non-Gaussian quantum states of motion of an optically trapped silica nanoparticle has been a long-standing goal in levitated optomechanics. The main challenge is that its oscillation amplitude in the quantum ground state is orders of magnitude smaller than any pertinent nonlinear optical potential. Conversely, the wave packet size of an optically trapped neutral atom in its ground state is comparable to the laser wavelength, making it straightforward to prepare macroscopic superposition states through state-dependent forces.
This project aims to generate collective quantum states of the motion of a single neutral Cesium atom and a silica nanoparticle. The intrinsic interface provided by the optically mediated interactions offers a feasible route for realizing genuine non-classical states in the nanoparticle’s center-of-mass degree of freedom. My research will focus on three objectives: (i) creating hybrid tweezer arrays of atoms and nanoparticles, (ii) interfacing them through light-induced dipole-dipole interaction, and (iii) leveraging this coupling to entangle the atom and particle motion. Altogether, this will enable the transfer of non-Gaussian states of motion from the atom to the particle, with potential applications for genuine quantum-enhanced sensing and the measurement of Casimir forces and blackbody radiation.
The Hybrid Quantum Atom-Particle (HYQAP) platform becomes possible through a unique synergy of novel methods from quantum optomechanics and atomic physics. Specifically, a high-finesse optical bowtie cavity that enables quantum coherent control will be integrated with tweezer arrays created by acousto-optical deflectors for arbitrary dynamic shaping of traps and interactions, while the single-site imaging will allow us to read out the collective states. These methods have been demonstrated independently for atoms and silica particles, rendering this the ideal moment to bring them together into a hybrid quantum system.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze fisiche ottica optomeccanica in cavità
- ingegneria e tecnologia nanotecnologia nanomateriali
- scienze naturali scienze fisiche ottica fisica dei laser
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
1040 Wien
Austria
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.