Capteurs de champ électromagnétique avec des atomes de Rydberg froids // Electromagnetic field sensor based on cold Rydberg atoms

Les atomes de Rydberg sont apparus comme prometteurs pour réaliser des capteurs de champ électromagnétiques dans la gamme de 1 GHz à 1 THz. L'idée initiale est apparue il y a une dizaine d'année et est en fort développement ces dernières années à travers le monde.
Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un consortium de 4 laboratoires de recherche français et de l'entreprise Thales, ayant pour but de développer ces capteurs sur tous leurs aspects. Le Laboratoire Aimé Cotton contribue en étudiant les possibilités apportées par l'utilisation d'atomes alkalino-terreux, plus particulièrement l'ytterbium, sur des atomes chauds ou froids. l'ytterbium dispose de 2 électrons de valence ce qui lui confère des propriétés spécifiques qui peuvent être mises à profit dans le capteur. Des premières études sont en cours sur atomes chauds et nous souhaitons maintenant développer cette technique sur des atomes refroidis afin d'améliorer la finesse spectrale obtenue et ainsi améliorer la sensibilité du capteur.
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Rydberg atoms have emerged as a promising approach for developing electromagnetic field sensors in the 1 GHz to 1 THz range. The initial concept emerged about a decade ago and has seen significant development worldwide in recent years.
This thesis work is part of a consortium of four French research laboratories and the company Thales, with the goal of developing these sensors in all their aspects. The Aimé Cotton Laboratory is contributing by studying the possibilities offered by the use of alkaline earth metal atoms, specifically ytterbium, in both hot and cold atomic samples. Ytterbium has two valence electrons, which gives it specific properties that can be exploited in the sensor. Initial studies are underway on hot atoms, and we now wish to develop this technique on cooled atoms in order to improve the spectral resolution obtained and thereby enhance the sensor's sensitivity.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-Physique

Université Paris-Saclay GS Physique

572 Ondes et Matière

Master en Physique, des connaissances approfondies en physique atomique est un plus.
Master in physics, specific knowledge in atomic physics is an advantage.