Description du projet
La recherche sur les NEMS fait le lien entre les mondes classique et quantique
Les systèmes nanoélectromécaniques (NEMS) sont de minuscules transducteurs intégrant des fonctions mécaniques et électriques à l’échelle nanométrique. Ces dispositifs, créés à l’aide de techniques microélectroniques, trouvent des applications qui vont du mouvement harmonique de base à la dynamique non linéaire complexe. À basses températures, les NEMS se comportent selon les lois de la mécanique quantique. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet ULT-NEMS entend approfondir l’étude des NEMS à très basses températures, en se concentrant sur les capacités des capteurs et les aspects du système de modélisation. Les activités du projet comprennent notamment l’ingénierie des états de position quantiques avec des circuits hybrides et l’étude des états topologiques de l’hélium-3 superfluide. Les résultats pourraient faire avancer notre compréhension de la frontière entre les mondes quantique et classique, et de l’existence potentielle de particules de Majorana.
Objectif
Nano-electro-mechanical devices (NEMS) are extremely small objects that can be actuated and detected by electric means. They are in the first place transducers that can be used as probes for forces down to the molecular level. Top-down fabricated NEMS using conventional microelectronics techniques are simple devices that intimately link mechanical and electrical degrees of freedom. As such, they can be viewed as model systems from basic (linear) harmonic motion up to complex nonlinear dynamics.
The most intriguing experimental situation is attained when the devices are cold enough to behave according to the laws of quantum mechanics, instead of classical physics. This leads to a unique approach of the classical-to-quantum crossover with truly macroscopic position-states. Complementarily, at low temperatures the forces sensed by the NEMS arise from materials themselves cold enough to exhibit exotic quantum properties, originating either in the devices’ constitutive amorphous materials and their intrinsic elusive Tunneling Systems, or from their interaction with a sophisticated fluid like superfluid 3He.
I propose unique research linking ultra-low temperature physics and nano-mechanics, building on my knowledge of both fields and my experience in superconducting quantum circuits. The research has two identified axes, which aim at pushing both the “sensor” and “model system” aspects of NEMS down to their quantum retrenchments. Macroscopic quantum position-states can be engineered with a hybrid quantum circuit arrangement (a combination of NEMS, microwaves and quantum bit), while topological states of confined superfluid 3He with their elementary excitations can be mechanically probed by dedicated NEMS (measuring friction). The scientific impact of this research is extremely wide, tackling fundamental questions like: what/where is the boundary between quantum and classical worlds, and do Majorana particles (potentially obtained in topological 3He) exist at all?
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
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75794 Paris
France