Des méta-matériaux pour accorder à façon l’interaction entre un atome et une surface
Un travail effectué dans le cadre d’une collaboration entre Athanasios Laliotis et Martial Ducloy de l’équipe SAI du LPL et le groupe de David Wilkowski de la NTU (Nanyang Technical University) à Singapour, montre comment façonner les interactions atome-surface à l’aide de nanostructures. Par des méthodes de nanofabrication, les auteurs de ce travail ont gravé un réseau de trous dans une nano-couche métallique déposée sur du verre. Changer la taille et la périodicité de cette nanostructure (méta-matériau) permet d’accorder la fréquence des résonances de surface (résonances plasmoniques). Les auteurs ont ensuite mesuré l’interaction Casimir-Polder entre le méta-matériau et des atomes de césium par spectroscopie de réflexion sélective. L’expérience a montré qu’accorder la résonance plasmonique de la surface aux alentours d’une transition du césium atomique modifiait fortement l’interaction Casimir-Polder. La possibilité de façonner de cette manière les forces associées au vide quantique aura des implications importantes pour des expériences de contrôle et de piégeage d’émetteurs quantiques à des distances nanométriques d’une surface.
Ces travaux sont publiés dans Sciences Advances (Science Advances 4, eaao4223, 2018).
Tailoring atom-surface interaction with optical meta-materials
Experiments that demonstrate active engineering of atom-surface interactions by the use of nanostructures were performed in the frame of a collaboration between Athanasios Laliotis and Martial Ducloy of the group SAI of LPL and the group of David Wilkowski, in the Nanyang Technical University (NTU) of Singapour. Using nanofabrication techniques, the authors have imprinted an array of holes onto a metallic nanolayer deposited on a dielectric glass surface. Changing the size and periodicity of the nanostructures (meta-materials) allows tuning of the plasmonic resonance of the surface. The authors have subsequently measured the Casimir-Polder interaction of cesium atoms with the metamaterials using selective reflection spectroscopy. The experiments demonstrated that tuning the plasmonic resonance of the meta-material around the atomic transition of cesium atoms strongly modifies the Casimir-Polder interaction. The possibility of shaping quantum vacuum forces with metamaterials can have important applications for trapping and controlling trapped quantum emitters at nanometric distances away from surfaces.
This work is published in Sciences Advances available on Science Advances 4, eaao4223, 2018
