Description du projet
Étudier les phénomènes quantiques à la méso-échelle
L’échelle mésoscopique se situe à la frontière entre les domaines macroscopique et microscopique, où règnent respectivement la physique classique et la physique quantique. De nombreux phénomènes quantiques fascinants peuvent émerger à l’échelle mésoscopique. Le projet MesoPhone, financé par l’UE, utilisera des nanotubes de carbone vibrants pour étudier les phénomènes quantiques à l’échelle mésoscopique. Les nanotubes sont idéaux pour les recherches expérimentales dans cette région car ils peuvent être isolés du bruit thermique et être déviés par d’infimes forces. De plus, en raison de leur petite taille, leur comportement est considérablement affecté par la gigue quantique. Les résultats du projet pourraient contribuer à résoudre des questions qui se posent depuis longtemps en physique, comme celle de savoir si un objet en mouvement contenant des millions de particules pourrait exister dans une superposition d’états.
Objectif
Many fascinating quantum behaviours occur on a scale that is intermediate between individual particles and large ensembles. It is on this mesoscopic scale that collective properties, including quantum decoherence, start to emerge.
This project will use vibrating carbon nanotubes like guitar strings just a micrometre long as mechanical probes in this intermediate regime. Nanotubes are ideal to explore this region experimentally, because they can be isolated from thermal noise; they are deflected by tiny forces; and they are small enough that quantum jitter significantly affects their behaviour. To take advantage of these properties, I will integrate nanotube resonators into electromechanical circuits that allow sensitive measurements at very low temperature.
First, I will study the motional decoherence of the nanotube itself, by using it as the test particle in a new kind of quantum interferometer. This experiment works by integrating the nanotube into a superconducting qubit, and will represent a test of quantum superposition on a larger mass scale than ever before. It will answer a longstanding question of physics: can a moving object, containing millions of particles, exist in a superposition of states?
Second, I will use the nanotube device as a tool to study superfluid helium 3 the mysterious state of matter that may emulate the interacting quantum fields of the early universe. By measuring an immersed nanotube viscometer, I will be able to measure the behaviour of superfluid excitations on a scale where bulk superfluidity begins to break down.
Third, I will add to the device a nanomagnet on nanotube springs, creating an ultra-sensitive magnetic force sensor. This offers a way to perform nuclear magnetic resonance on a chip, ultimately creating a microscopy tool that could image for example single viruses.
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
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-COG
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ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
LA1 4YW Lancaster
Royaume-Uni