Présentation

Le Laboratoire Kastler Brossel

Unité mixte de recherche de l’École Normale Supérieure, de Sorbonne Université, du Collège de France et du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), le Laboratoire Kastler Brossel (LKB) est l’un des acteurs majeurs dans le domaine de la physique quantique. Il couvre de nombreux sujets allant des tests fondamentaux de la physique quantique jusqu’à leurs applications. Son expertise est reconnue internationalement comme en témoignent ses trois prix Nobel obtenus au cours de ses 75 ans d’histoire. 

Les activités du laboratoire sont traditionnellement liées à la physique atomique et à l’optique, avec un accent particulier sur les questions fondamentales de l’interaction lumière-matière, des états quantiques des atomes et de la lumière, et de la spectroscopie de précision. L’un des développements importants au cours des dernières décennies concerne le refroidissement et le piégeage des atomes, ouvrant ainsi un riche domaine d’études sur les gaz et les liquides quantiques, à la frontière entre physique atomique et physique de la matière condensée.

Un autre point fort du laboratoire est l’étude de l’interaction entre photons et atomes, avec des contributions déterminantes dans le domaine de l’électrodynamique quantique en cavité, de l’optique et de l’information quantiques. Si ces concepts continuent de jouer un rôle central au LKB, le laboratoire a également diversifié ses thèmes de recherche au fil des ans. Il s’intéresse à des domaines tels que la nanophotonique, l’optomécanique, l’effet Casimir, l’imagerie en milieux biologiques et complexes, les ions piégés, la métrologie et les tests des interactions fondamentales. Le LKB participe également à plusieurs programmes de grande envergure et à des collaborations internationales tels que GBAR et, LIGO-Virgo.

En tant qu’un des leaders de la physique quantique, le laboratoire est fortement impliqué dans le développement actuel des technologies quantiques. Le laboratoire joue ainsi un rôle de premier plan dans les recherches sur les qubits photoniques, les simulateurs quantiques basés sur des atomes froids, la métrologie quantique, les capteurs atomiques et optomécaniques, les états de cluster optique pour le calcul quantique, ainsi que les communications et réseaux quantiques.

Bref historique

Le laboratoire a été fondé en 1951 par Alfred Kastler et Jean Brossel, au sein du département de physique de l’École normale supérieure (ENS) situé sur le site de Lhomond. Initialement nommé  “Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l’ENS”, il a pris son nom actuel en 1994, en hommage à ses deux fondateurs qui ont été les pionniers de la physique moderne sur l’interaction lumière-matière après la Seconde Guerre mondiale. Leurs contributions ont conduit à l’obtention du prix Nobel pour Alfred Kastler en 1966. 

Le laboratoire connaît ensuite une forte croissance, et plusieurs équipes déménagent en 1967 dans la nouvelle université, construite sur le campus de Jussieu, l’Université Pierre et Marie Curie maintenant appelée Sorbonne Université (SU). Cela a permis au laboratoire de connaître une évolution significative de ses thèmes et de son personnel, qui va de pair avec l’avènement des lasers et le développement des nouvelles thématiques de recherche dans les années 70 et 80. Ces évolutions ont mené aux travaux fondateurs de Claude Cohen-Tannoudji (Prix Nobel 1997) sur le refroidissement et le piégeage des atomes neutres. Parallèlement, Serge Haroche a dirigé des travaux qui ont donné naissance au domaine de l’électrodynamique quantique en cavité (Prix Nobel 2012).

Le laboratoire a connu une autre évolution majeure à partir de 2014, lorsque deux de ses équipes de recherche ont déménagé dans le nouvel Institut de Physique du Collège de France, participant ainsi activement à l’émergence de ce nouveau centre de recherche, notamment consacré à la physique quantique. Le LKB s’étend ainsi sur 3 sites géographiques et bénéficie d’environnements riches et diversifiés.

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