Valorisation et transfert technologique
Bien que nos recherches soient principalement de nature fondamentale, nos résultats scientifiques et les développements technologiques réalisés dans nos expériences débouchent souvent sur des applications. Ceci a été renforcé ces dernières années par l’évolution rapide des technologies quantiques, tant au niveau européen que national, et par la présence croissante de partenaires industriels dans nos programmes de collaboration. Nous travaillons ainsi au transfert technologique de nos recherches, notamment par l’enregistrement de brevets et la création de startups.
Ainsi, les dernières années ont été marquées par la création de 4 startups :
- Cailabs pour l’industrialisation de convertisseurs de modes spatiaux pour les télécommunications et les processus laser industriels.
- LightOn pour le développement d’une informatique optique efficace et rapide utilisant le concept de diffusion de la lumière dans les milieux complexes.
- Welinq pour le développement de systèmes de mémoires quantiques à base d’atomes qui permettront à la fois de créer des répéteurs pour les communications quantiques et de relier les processeurs quantiques entre eux.
- Mirega pour construire un dispositif miniature de mesure de gaz basé sur une microcavité Fabry-Perot à fibre.
Gravitation, métrologie et grands programmes
Le laboratoire est impliqué dans plusieurs collaborations et grands programmes, notamment dans les domaines de la gravitation et de la métrologie. Le LKB apporte son expertise en physique atomique et physique des ions, ainsi que dans le domaine des lasers et de l’optique quantique.
Le laboratoire a ainsi participé à deux Equipex (Equipements d’Excellence) : REFIMEVE+, qui vise à développer un transfert de temps précis sur le réseau internet de recherche RENATER, et MIGA pour concevoir de nouveaux détecteurs d’ondes gravitationnelles basés sur l’interférométrie à atomes froids. Le laboratoire fait également partie du programme EquipEx+ T-REFIMEVE, conçu pour fournir un ensemble complet de signaux de temps et de fréquence au meilleur niveau international.
Un autre projet de grande envergure auquel participent trois groupes du LKB, est le programme Gravitational Behaviour of Antihydrogen at Rest (GBAR) qui vise à tester le principe d’équivalence d’Einstein avec l’antimatière. Les équipes du LKB sont impliquées dans plusieurs aspects de ce projet : excitation du positronium, photodétachement, piégeage et refroidissement sympathique des ions d’antimatière H+ résultants, réflexion quantique des atomes d’antihydrogène dans la chambre de chute libre.
Le LKB est également membre de la collaboration Virgo-LIGO et participe au développement de la nouvelle génération de l’interféromètre à ondes gravitationnelles Advanced Virgo, en particulier pour les instabilités paramétriques induites par la pression de radiation et pour la mise en œuvre d’une source de lumière comprimée dépendant de la fréquence afin de réduire les bruits quantiques sur une large bande de fréquence.
Missions spatiales
Comme pour les grands programmes décrits ci-dessus, le LKB apporte son expertise à différentes missions spatiales, avec pour objectif de tester dans l’espace des concepts fondamentaux de la physique tels que la relativité générale ou les lois quantiques.
C’est le cas de la mission spatiale Pharao/ACES qui utilisera des horloges très précises dans l’espace pour effectuer des tests fondamentaux de la relativité générale et de la synchronisation des horloges atomiques au sol dans le monde entier. Le LKB et le SYRTE sont les principaux investigateurs du projet.
Les équipes du LKB sont également impliquées dans la mission spatiale Microscope qui a été lancée en 2016 et qui a réussi le meilleur test jamais réalisé du principe d’équivalence. Enfin, le laboratoire s’intéresse à de nouvelles idées de physique dans l’espace telles que le test de la décohérence quantique d’objets massifs (projet de mission spatiale MAQRO).
Interface entre la physique, la biologie et la médecine
Plusieurs équipes mènent des recherches à l’interface entre la physique, la biologie et la médecine, souvent en étroite collaboration avec d’autres laboratoires ou instituts. En particulier, nous utilisons notre expertise dans les techniques de pompage optique pour produire des gaz hyperpolarisés de 3He et 129Xe qui peuvent être utilisés pour l’imagerie par résonance magnétique des poumons, avec des applications potentielles pour le diagnostic dans les hôpitaux.
Nous exploitons également des outils de façonnage du front d’onde pour contrôler la lumière dans des milieux complexes, avec des applications importantes en biologie et en imagerie des tissus, où la diffusion entrave la capacité d’imagerie en profondeur et où le contrôle de la lumière diffusée ouvre la possibilité d’imager à une profondeur sans précédent.
