Accessits Prix Jeunes Chercheurs/euses 2019 de la SFP

La SFP décerne chaque année des accessits aux prix de thèse Prix Daniel Guinier et Saint-Gobain, destinés à féliciter et encourager de jeunes physiciennes et physiciens ayant réalisé un remarquable travail de thèse.

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Accessit au Prix Daniel Guinier 2019

La thèse d'Amin Ghaith, intitulée « Towards compact and advanced free electron lasers » s’est déroulée au sein du synchrotron SOLEIL (centre français de rayonnement synchrotron sous la tutelle conjointe du CNRS et du CEA) sous la direction de Marie-Emmanuelle Couprie, et la co-supervision d’Olivier Marcouillé. Sa thèse impacte plusieurs domaines : la physique et la technologie des accélérateurs incluant magnétisme, faisceaulogie des électrons et rayonnement synchrotron, l’accélération laser plasma et les lasers à électrons libres. Développé dans le cadre du projet LUNEX5,  son travail représente une avancée majeure vers les sources de lumière de cinquième génération associant trois champs d’innovations : utilisation de l’accélération laser plasma pour les sources de lumière, développement d’onduleur cryogénique compact (système générant un champ magnétique périodique), exploration de la configuration laser à électron libre de type « écho de photons ».

Ses recherches ont porté principalement sur l’utilisation de l’accélération laser plasma pour produire du rayonnement synchrotron généré dans un onduleur en régime spontané ou cohérent (laser à électrons libres) dans le cadre du projet COXINEL1 porté par SOLEIL en collaboration avec le Laboratoire d’Optique Appliquée et le Laboratoire de Physique des Lasers Atomes et Molécules. Ses développements sur les quadrupôles à aimants permanents à très fort gradient (jusqu’à 200 T/m) variables sur une plage importante (QUAPEVA) sont essentiels pour la manipulation des faisceaux d’électrons fortement divergents obtenus par accélération laser plasma, et d’intérêt pour d’autres projets du domaine dont, en particulier, EuPRAXIA. 

Il s’est par ailleurs attaché à analyser le rayonnement produit dans l’onduleur et à en contrôler ses propriétés en comparant mesures, théorie analytique et simulations du faisceau d’électrons transporté le long de la ligne. La qualité du rayonnement synchrotron obtenue s’approche aujourd’hui davantage de celle générée sur un accélérateur conventionnel, ce qui constitue un résultat majeur pour la communauté. Il a contribué au travail relatif aux onduleurs cryogéniques innovants permettant de produire des champs magnétiques élevés. En ce qui concerne le laser à électrons libres avancé sur accélérateur linéaire conventionnel, il a participé aux expériences menées par le FERMI en Italie comparant deux configurations importantes de génération d’harmoniques dans les onduleurs : EEHG (Echo Enabled Harmonic Generation) et HGHG (High Gain Harmonic Generation), qui donnent des résultats tout à fait prometteurs pour l’EEHG.

La Société Française de Physique souligne la très grande qualité du travail de thèse d’Amin Ghaith, qui a montré une grande maturité scientifique, et sa capacité à surmonter des difficultés techniques en proposant et en développant des solutions innovantes. Les résultats obtenus sont d’ores et déjà considérés comme majeurs au sein de la communauté des physiciennes et physiciens du domaine des accélérateurs laser-plasma et constituent une brique importante dans la construction des sources de lumière du futur. 

Lien vers sa thèse : cliquer ici

Accessit au Prix Saint-Gobain 2019

Tom Delord a effectué son travail de thèse (intitulée « Spin-mechanics with micro-particles levitating in a Paul trap ») dans l’équipe Nano-Optique du Laboratoire de Physique de l’École normale supérieure (ENS/CNRS/Sorbonne Université & Université de Paris), sous la direction de Gabriel Hétet.  Choisissant un sujet dans une équipe où démarrait une nouvelle activité expérimentale, Tom Delord a très rapidement observé des photons uniques issus de centres NV (Nitrogen-Vacancy) La livraison du cryostat nécessaire aux expériences plus poussées d’optique quantique ayant été retardée, il a alors préparé une nouvelle expérience de coin de table à but pédagogique: la lévitation de diamant dans un piège électrodynamique. Il s’est avéré que très peu d’équipes avaient réussi à observer la lumière émise par des centres NV du diamant en lévitation avec ce type de piège. L’équipe a alors choisi de poursuivre cette étude.  Guidé par sa curiosité et par sa minutie, Tom Delord a mis au point un piège électrodynamique original d’une qualité exceptionnelle.

Les diamants en lévitation étaient tellement confinés qu’il était possible d’utiliser une forte intensité laser, en fait nécessaire pour polariser les spins de centres NV, d’approcher une antenne micro-onde à quelques microns du diamant pour les exciter de manière cohérente et, enfin, de manière surprenante, d’observer une stabilité angulaire inégalée, dont Tom a très vite trouvé l’interprétation. Ces développements expérimentaux ont fait l’objet de plusieurs publications recueillant de nombreuses citations, et ont motivé la proposition théorique d’un protocole de couplage quantique efficace entre les spins et l’orientation. 

Tom Delord a su ensuite travailler de manière très stratégique en complexifiant le dispositif expérimental et en confrontant sa compréhension théorique aux mécanismes à l’oeuvre dans l’expérience. Il a par ailleurs montré sa grande créativité et sa virtuosité à plusieurs reprises en jonglant avec des particules différentes (ferromagnétiques, diélectriques, diamants, terres rares...) de toutes tailles, un travail clé pour le nouveau projet de l’équipe. A la fin de sa thèse Tom Delord a observé, pour la première fois, le couple induit par des spins de centres NV sur un objet macroscopique et le refroidissement du mouvement angulaire de ce dernier, comme prédit par son étude théorique. Ce travail, tout à fait remarquable a été accepté dans une revue prestigieuse. 

Tom Delord est un expérimentateur talentueux exceptionnel et capable d’approfondissement théorique tout aussi brillant. La Société Française de Physique félicite cette prouesse impressionnante, guidée par sa curiosité et sa créativité, ayant conduit à la réalisation d'une plateforme originale très innovante au meilleur niveau de la recherche internationale.

Lien vers sa thèse : cliquer ici

Membres du Jury : 

Patricia Bassereau – Présidente de la division Physique & Vivant de la SFP 

Andrew Mayne – Représentant de la division PAMO de la SFP 

Alain Fontaine – Secrétaire délégué aux Prix de la SFP 

Catherine Langlais – Présidente de la SFP 

Marc Leonetti – Représentant de la division Matière Condensée de la SFP 

Zakaria Meliani – Président de la division Astrophysique de la SFP 

Carlos Munoz Camacho – Président de la division Physique Nucléaire 

Vincent Le Flanchec – Représentant de la division Accélérateurs de la SFP 

Marios Petropoulos – Président de la division Champs & Particules 

Stephane Coussan – Président de la division Chimie-Physique (SFP/SCF) 

Guy Wormser – Vice-Président de la SFP 

Lauréats des Prix Jeunes Chercheurs/euses 2019 :

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