Vers une observation optique du régime quantique de micro-résonateurs mécaniques
Antoine Heidmann (Laboratoire Kastler Brossel, ENS/Paris 6/CNRS)

Jeudi 8 mars 2007

Les mesures de longueur les plus sensibles sont aujourd’hui réalisées à l’aide de faisceaux lumineux, que ce soit dans le cadre de la détection interférométrique des ondes gravitationnelles, ou à l’aide de cavités optiques de grande finesse. La sensibilité atteinte dépasse le milliardième d’Angström et fait de ces mesures des systèmes modèles pour l’étude des principes de la mesure en mécanique quantique, où les effets d’action en retour sont dus à la pression de radiation exercée par la lumière sur les miroirs.
Les oscillateurs micromécaniques tels que les MEMS constituent par ailleurs un sujet de recherche extrêmement actif, en particulier pour tenter de mettre en évidence les fluctuations quantiques d’un oscillateur mécanique macroscopique. Jusqu’à présent, les efforts expérimentaux ont porté sur l’utilisation de nanostructures oscillant à des fréquences très élevées de façon à atteindre le régime quantique à une température raisonnablement basse. Les dispositifs de détection sont toutefois encore trop limités pour espérer observer les fluctuations quantiques de position du résonateur.
La combinaison de mesure optique ultra-sensible et de résonateurs mécaniques de taille micrométrique sur lesquels sont déposés des miroirs fournit une alternative prometteuse. Comme nous l’avons montré expérimentalement, les effets dynamiques de la pression de radiation pourraient même être mis à profit pour refroidir le micro-miroir jusqu’à une température inaccessible par cryogénie.