Description du projet
Des molécules ultrafluides pour stimuler la recherche en physique moderne
Le refroidissement par laser des gaz atomiques dans un piège magnéto-optique (MOT) a révolutionné la physique moderne. En associant des lasers réglés avec précision et des champs magnétiques, le MOT a permis l’invention d’instruments précis, tels que les horloges atomiques, le GPS, les magnétomètres, les gravimètres et les accéléromètres. Cependant, les molécules peuvent apporter davantage: des molécules contrôlées avec précision peuvent être utilisées pour tester les modèles les plus fondamentaux de la physique, étudier de nouvelles phases de la matière, modéliser des systèmes quantiques complexes et servir de composants à un processeur quantique évolutif. Le projet CoMoFun, financé par l’UE, prévoit de créer un gaz ultra froid à haute densité de molécules polaires par refroidissement laser. Les chercheurs vont multiplier par cinq la densité des molécules à des températures extrêmement basses en refroidissant par laser des molécules de monofluorure d’aluminium stables et fortement liées.
Objectif
Laser cooling of atomic gases in a magneto-optical trap (MOT) has revolutionized modern physics. A MOT uses precisely tuned lasers and a magnetic field to cool atoms and trap them. It has enabled the invention of precise instruments, such as atomic clocks, magnetometers, gravimeters and accelerometers. It has also enabled new fundamental research with unprecedented precision and the study of matter dominated by quantum effects. However, there is still potential to push the boundaries of science and technology: using ultracold molecules. Project CoMoFun aims to do just this, creating a high-density ultracold gas of polar molecules by laser cooling to build a new platform for fundamental research.
A high-density ultracold gas of polar molecules has a wide range of new applications. It can be used to study a dipolar quantum gas, to test fundamental physics and to store and process quantum information efficiently. An array of polar molecules, all interacting with each other via controllable and strong interactions, can serve as a universal simulator for more complex quantum systems that cannot be modeled by a computer. Simulating such strongly-interacting many-body systems from the bottom-up will aid the understanding of fascinating phenomena such as high-temperature superconductivity and exotic forms of magnetism.
Recently, it has become possible to make a MOT of molecules. However, the density of the molecules is far too low for most applications. CoMoFun will increase the density by five orders of magnitude by laser-cooling stable and deeply-bound aluminum monofluoride molecules. The high density provides an excellent starting point to investigate evaporative cooling to quantum degeneracy. The molecules can then be arranged in a regular array by loading them into a trap formed by interfering laser beams. This instrument can then be used for precision measurements and applications in quantum information and simulation, to realize the full potential of molecular MOT.
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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- sciences naturellessciences physiquesoptiquephysique des lasers
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