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Ultra-Cold Nano-Mechanics: from Classical to Quantum Complexity

Descrizione del progetto

Un nuovo ponte tra il mondo classico e quello quantistico grazie alla ricerca sui sistemi nanoelettromeccanici

I sistemi nanoelettromeccanici (NEMS, nanoelectromechanical system) sono minuscoli trasduttori che integrano funzionalità meccaniche ed elettriche su scala nanometrica. Questi dispositivi, creati mediante tecniche di microelettronica, hanno applicazioni che vanno dal movimento armonico di base a complesse dinamiche non lineari. A basse temperature, i NEMS si comportano secondo i principi della meccanica quantistica. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto ULT-NEMS mira ad approfondire lo studio dei NEMS a temperature ultrabasse, concentrandosi sulle capacità dei sensori e sugli aspetti del sistema modello. Le attività del progetto comprendono l’ingegnerizzazione di stati di posizione quantistici con circuiti ibridi e l’indagine degli stati topologici dell’elio-3 superfluido. I risultati del progetto potrebbero avere un impatto sulla nostra comprensione del confine tra il mondo quantistico e quello classico, nonché sulla potenziale esistenza delle particelle di Majorana.

Obiettivo

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?

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.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

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.

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.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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-2014-CoG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE

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.

€ 1 966 375,04
Costo totale

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.

€ 1 990 574,00

Beneficiari (2)

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