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Accueil du site > Formation > Thèses - Stages de M2 & ingénieur

M2 - Développement de couches minces cristallines pour l’amélioration de la sensibilité des détecteurs d’ondes gravitationnelles.

Le LAPP propose un stage de Master 2 afin de contribuer au développement de couches minces cristallines pour améliorer la sensibilité des détecteurs d’ondes gravitationnelles.

Le détecteur d’onde gravitationnelle Virgo, installé à Pise, fonctionne sur le principe d’un interféromètre laser avec des bras de 3 km de long. En 2017, la première observation conjointe par les détecteurs LIGO et Virgo d’ondes gravitationnelles provenant d’une coalescence d’étoiles à neutrons et d’un sursaut gamma, suivie par celle d’un signal optique, a ouvert un tout nouveau chapitre de l’astronomie multi-messagers. Une période d’observation par les détecteurs LIGO (aux États-Unis) et Virgo s’en est suivie d’avril 2019 à mars 2020, permettant la détection hebdomadaire de coalescences de systèmes binaires compacts (notamment des trous noirs). Depuis 2020, le détecteur Virgo est entré dans une phase de modifications et d’améliorations (upgrade Advanced Virgo +) en vue d’une nouvelle période d’observation qui débutera en 2023. En parallèle se prépare une nouvelle infrastructure Européenne dédiée à l’observation des ondes gravitationnelles, nommée Einstein Telescope.

L’amélioration de Virgo et la préparation du Einstein Telescope nécessitent de réduire les effets du bruit thermique des miroirs de l’interféromètre. En effet ce bruit est la limitation principale de la sensibilité de ces détecteurs aux fréquences où ils sont le plus sensible. Ce bruit thermique provient des couches minces utilisées pour réaliser les très hautes réflectivités nécessaires pour les miroirs de Virgo. La voie la plus prometteuse pour réduire ce bruit consiste dans le développement de couches minces basées sur des matériaux cristallins. En particulier les multicouches de AlGaAs et GaAs semblent très prometteuses.

Le travail de stage consistera dans l’étude d’un banc optique capable de caractériser le bruit thermique des couches minces. Ce banc doit pouvoir atteindre une sensibilité d’environ 10-17 m/Hz pour pouvoir mesurer le bruit thermique de ces couches minces. Ceci se fera grâce à un laser stabilisé en fréquence et proprement modulé en fréquence de façon à exciter différents modes de résonance d’une cavité de test dont un des miroirs sera le miroir à caractériser. L’étudiant pourra aussi participer à la caractérisation de couches minces cristallines déjà réalisées.

Indication éventuelle d’ouverture vers un sujet de thèse : Ce stage peut déboucher sur un sujet de thèse centré sur le développement de miroirs multicouches AlGaAs/GaAs de 20 cm de diamètre jamais réalisés auparavant et englobant le développement des bancs de tests nécessaires à leur caractérisation. Ce travail de thèse se fera en collaboration avec d’autres instituts de recherches parmi lesquels le CEA de Grenoble.

o Level : Master 2 internship, can be followed by a PhD

o Date of the internship : spring 2023

o Supervisor : Raffaele Flaminio

o Phone : 06 42 06 15 70

o e-mail : flaminio@lapp.in2p3.fr