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Je suis un chercheur dans le domaine de la physique théorique. Ma recherche est consacré à la théorie des systèmes mésoscopiques et nanoscopiques, particulièrement à l'étude du domaine frontière, où la mécanique quantique rejoint les champs de la mécanique classique.

Malheureusement toutes mes publications de recherches sont en anglais. Si vous lisez l'anglais vous pouvez regarder les liens suivants:

Actualités Scientifique de l'Institut de Physique (Mai 2014)
Pourquoi la physique quantique limite-t-elle le rendement maximal d'un générateur thermoélectrique miniature?
Les effets quantiques limitent le rendement des générateurs thermoélectriques dès que l'on cherche à obtenir une puissance importante.

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CHAOS QUANTIQUE DANS LES POINTS QUANTIQUES
Dans les systèmes mésoscopiques, particulièrement les points quantiques, j'étudie le chaos à la limite semi-classique. La théorie semi-classique du chaos quantique a été développée pour pouvoir expliquer de nombreux effets d'interférences, au-delà de "l'approximation diagonale" de Berry (1986). J'ai participé à l'un des groupes qui ont mené ces études. J'ai travaillé sur les énergies de niveaux statistiques des systèmes fermés et les propriétés de transport des systèmes ouverts (localisation faible et bruit quantique). Notre groupe de collaborateurs a depuis étendu la théorie du transport semi-classique pour y inclure l'effet tunnel et la décohérence. Cette année, j'ai mis en évidence (avec des chercheurs de Pise, Italie) un nouvel effet mésoscopique (beaucoup plus important que la localisation faible ou les fluctuations universelles de conductance). Nous avons montré que l'interférence peut rendre une barrière tunnel presque transparente. Ceci se produit dans un point quantique avec une symètrie de miroir, et est détruit par toute rupture de la symétrie due par exemple à un champ magnétique.

Maintenant, j'étudie comment la super-conductivité modifie la conductance à travers les points quantiques. Un super-conducteur placé au contact d'un point quantique, provoque un effet connu sous le nom de la "réflexion d'Andreev". Un électron dans un point quantique qui frappe le super-conducteur est transformé en trou et rétro-réfléchi dans le point quantique. Cette rétro-réflexion a d'énormes conséquences pour le mouvement chaotique dans le point quantique, et la symétrie de l'électron-trou est similaire à la symétrie de la miroir.

MECANIQUE QUANTIQUE DISSIPATIVE : COMMENT LA DECOHERENCE ET LE BRUIT AFFECTENT LES PHASES GEOMETRIQUES
Les études de dissipation (décohérence et relaxation) dans les systémes quantiques ont été revigorées par le développement expérimental d'une grande variété de qubits. Un qubit idéal est un système à deux niveaux entièrement contrôlable, qui pourrait en principe être couplé à d'autres qubits pour faire un ordinateur quantique. Tous les qubits actuels ont une quantité significative de dissipation. Il est donc crucial de comprendre comment elle affecte leurs propriétés.

Les phases géométriques (phases de Berry) sont un aspect de la mécanique quantique qui apparaît dans plusieurs systèmes. Récemment, des études ont été menées pour les observer dans les qubits, et éventuellement pour les utiliser dans les ordinateurs quantiques. Avec des collaborateurs, nous avons montré que la phase géométrique est modifiée par le couplage avec l'environnement, elle reste géométrique mais devient aussi complexe. La partie imaginaire de la phase géométrique peut étre vu comme une décohérence géométrique.

Nos travaux sur la décohérence géométrique nous a conduit à étudier la décohérence des spins des électrons circulant dans les fils quantiques. Nous avons montré que ces décohérences peuvent dépendre du courant, ce qui nous a permis de proposer le concept de "diode de décohérence" (décohérence de spin pour un courant circulant dans un sens, mais pas de décohérence pour un courant circulant dans l'autre sens).

Récemment, j'ai montré que sous certaines conditions, les phases de Berry ne sont pas modifiées par le bruit, par contre les phases non-adiabatiques sont atténuées exponentiellement au bruit. Il est fréquent que les phases non-adiabatiques cachent les phases de Berry, rendant l'observation et l'utilisation de ces dernières difficile. Il devient donc très intéressant de trouver un moyen de les supprimer. Ces travaux (et ceux sur les diodes de décohérence) m'ont amenés à me demander si il existe d'autres situations dans lesquelles le bruit pourrait être utilisé pour contrôler les systèmes quantiques.

CONTACT INFO

COURRIEL: robert.whitney@grenoble.cnrs.fr

TEL: +33 (0)476 88 74 96
BUREAU: 131, Maison des Magistères

 

SUR LE WEB:
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ADRESSE POSTALE:
Dr Robert S Whitney
LPMMC, Maison des Magistères, CNRS
25 rue des Martyrs, BP166
38042 Grenoble, France

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