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Ultrasensitive Nano-Optomechanical Sensors

Descrizione del progetto

Oscillazioni di nanofili ci aiutano a individuare le interazioni a singola particella

Le oscillazioni meccaniche sono fluttuazioni periodiche nella posizione di un oggetto attorno al suo centro di equilibrio, il cui classico esempio è rappresentato da una massa su una molla. Le caratteristiche delle oscillazioni, assieme alle proprietà conosciute dello stesso oscillatore, ci consentono di distinguere informazioni relative alla forza responsabile delle oscillazioni. Gli oscillatori meccanici su nanoscala hanno trovato applicazioni importanti come sensori. Un recente lavoro ha condotto a una sensibilità senza precedenti a temperatura ambiente e alla possibilità di individuare interazioni elettrone-elettrone attraverso nanofili semiconduttori e una lettura ottica. Grazie ai finanziamenti dell’UE per il progetto Atto-Zepto, gli scienziati a capo di questa impresa li stanno applicando a numerosi fenomeni. In seguito li inseriranno in una microcavità ottica per abilitare il rilevamento a singolo fotone, nonché l’esplorazione degli effetti quantistici luce-materia.

Obiettivo

By enabling the conversion of forces into measurable displacements, mechanical oscillators have always played a central role in experimental physics. Recent developments in the PI group demonstrated the possibility to realize ultrasensitive and vectorial force field sensing by using suspended SiC nanowires and optical readout of their transverse vibrations. Astonishing sensitivities were obtained at room and dilution temperatures, at the Atto- Zepto-newton level, for which the electron-electron interaction becomes detectable at 100µm.
The goal of the project is to push forward those ultrasensitive nano-optomechanical force sensors, to realize even more challenging explorations of novel fundamental interactions at the quantum-classical interface.
We will develop universal advanced sensing protocols to explore the vectorial structure of fundamental optical, electrostatic or magnetic interactions, and investigate Casimir force fields above nanostructured surfaces, in geometries where it was recently predicted to become repulsive. The second research axis is the one of cavity nano-optomechanics: inserting the ultrasensitive nanowire in a high finesse optical microcavity should enhance the light-nanowire interaction up to the point where a single cavity photon can displace the nanowire by more than its zero point quantum fluctuations. We will investigate this so-called ultrastrong optomechanical coupling regime, and further explore novel regimes in cavity optomechanics, where optical non-linearities at the single photon level become accessible. The last part is dedicated to the exploration of hybrid qubit-mechanical systems, in which nanowire vibrations are magnetically coupled to the spin of a single Nitrogen Vacancy defect in diamond. We will focus on the exploration of spin-dependent forces, aiming at mechanically detecting qubit excitations, opening a novel road towards the generation of non-classical states of motion, and mechanically enhanced quantum sensors.

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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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

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-2018-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.

€ 2 023 375,00
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.

€ 2 067 905,00

Beneficiari (2)

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