Aurelien Roman Dantan

Projekttitel

Kontrol af mekaniske oscillatorers bevægelse med lys

Hvad handler dit projekt om?

Formålet med projektet er at undersøge den mekaniske effekt af lys på makroskopiske faste objekter på det mest fundamentale kvantemekaniske niveau. Ved at bygge et originalt ”optomekanisk” system, hvor lyset kan påvirke bevægelsen af meget tynde og lette membraner, vil man kunne kontrollere membranernes bevægelse med enestående præcision.

Disse membraner vil blive anbragt i en optisk resonator bestående af to højtreflekterende spejle, hvorimellem fotoner kan reflekteres frem og tilbage mange gange. Med denne anordning kan strålingstrykket typisk forøges nogle tusinde gange i forhold til situationen uden resonatoren. Endelig vil membranerne blive koblet inden for den optiske resonator til meget eksotiske faste stoffer, såkaldet Coulomb-krystaller, som dannes, når indfangede ioner køles til temperaturer tæt på det absolutte nulpunkt. I banebrydende eksperimenter på Aarhus Universitet har disse krystaller vist særlige og velkontrollerede optomekaniske egenskaber.

Disse vil kunne gøre det muligt at studere effekterne af strålingstrykket på membranerne selv med ganske få fotoner i resonatoren. At kunne kontrollere en makroskopisk oscillators bevægelse ved hjælp af lyset er ikke mindst interessant i forbindelse med f.eks. integreret fotonikanvendelser (kobling mellem optiske og mekaniske eller elektriske signaler), realiseringen af optisk kvantekommunikationsudstyr (generation og processing af ikke-klassiske tilstande) eller metrologiske anvendelser til overfladfysik og nanoteknologi.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg har altid været meget fascineret af at observere kvantemekaniske fænomener, især med makroskopiske objekter som de tynde membraner i dette projekt. I den forbindelse er det interessant, at man nu kan bruge lys til at påvirke en mekanisk oscillators bevægelse og til at studere disse fundamentale kvantemekaniske fænomener. Koblingen mellem lys og mekanisk bevægelse kan ligeledes anvendes til at udføre ultrafølsomme målinger i forbindelse med praktiske anvendelser inden for fotonik- og nanoteknologier.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Det er en stor udfordring for mange forskningsgrupper i verden at kunne kontrollere et makroskopisk objekts bevægelse med ganske få lyskvanter (fotoner). Ved at anbringe meget tynde og lette membraner mellem to højtreflekterende spejle, hvorimellem fotoner reflekteres frem og tilbage mange gange, vil dette projekt forsøge at kontrollere membranernes bevægelse med enestående præcision. Dette ”optomekaniske” system er ikke mindst interessant i forbindelse med f.eks. integrerede fotonikanvendelser (kobling mellem svage optiske og mekaniske eller elektriske signaler), realiseringen af optisk kvantekommunikationsudstyr (generation og processing af ikke-klassiske tilstande) og metrologiske anvendelser til overfladefysik og nanoteknologi.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Det vil uden tvivl have en meget positiv effekt på min karriere. Bevillingen vil give mig den økonomiske frihed til at udføre dette store eksperimentelle projekt. Programmet bliver en stor hjælp til at starte min egen forskningsgruppe og netværke med andre internationale topforskere.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er opvokset i det østlige Frankrig og skrev min ph.d.-afhandling i Paris. Efter et år som postdoc i Orsay kom jeg til Danmark, hvor jeg har boet i seks år. Jeg bor nu i Mårslet med min kone, Karen, som er gymnasielærer i Aarhus, og vores to børn, Simon på tre år og vores nyfødte søn, Marius.