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Limites quantiques et mesures
Des expériences de physique fondamentale comme la détection des ondes gravitationnelles ou le test du principe d’équivalence ont motivé le développement de systèmes de mesure ultrasensibles.
Nous modélisons ces systèmes dans le cadre d’une théorie quantique des réseaux qui prend en compte le bruit thermique ainsi que le bruit quantique, les amplificateurs permettant d’amener le signal mesuré à un niveau macroscopique ainsi que les boucles de contre réaction permettant d’asservir le système à un point de fonctionnement.
Un exemple d’application est celui des accéléromètres capacitifs à friction froide développés à l’ONERA pour le projet Microscope de test du principe d’équivalence dans l’espace.
Limite quantique ultime dans les interféromètres
L’analyse précise des fluctuations quantiques des champs impliqués dans une mesure interférométrique de longueur montre que la limite quantique standard peut être dépassée grâce à une stratégie de détection adaptée Quantum limits in interferometric measurements, Jaekel M.-T., Reynaud S. Europhysics Letters 13 (1990) 301 HAL La sensibilité ultime d’une telle mesure dépend soit des fluctuations quantiques de la position des miroirs soit de la longueur géodésique du chemin (...)
Mesures quantiques réelles
La modélisation des systèmes de mesure doit prendre en compte aussi bien les fluctuations d’origine fondamentale que les imperfections du dispositif mis en oeuvre (description réaliste de l’appareil de mesure). Une approche de ce problème basée sur la théorie quantique des réseaux permet de prendre en compte le bruit thermique (couplage avec l’environnement), le bruit quantique (nature quantique du processus de mesure), le bruit d’amplification (systèmes actifs (...)
Contrôle actif du bruit en régime quantique
Les expériences de physique fondamentale dans l’espace mettent en oeuvre des techniques actives de réduction du bruit : friction froide pour réduire le bruit thermique, traînée compensée pour éliminer les perturbations subies par le satellite. La théorie quantique des réseaux a permis de calculer précisément les limites de sensibilité des accéléromètres capacitifs développés à l’ONERA pour la mission Microscope. Dans cet instrument, des boucles de rétroaction réduisent (...)
