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Systèmes corrélés, fluides quantiques et supraconductivité

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Au cœur de nombreuses interrogations actuelles de la matière condensée, les corrélations induites par les interactions électroniques sont à l’origine de propriétés exotiques. En parallèle, le "système modèle" de fluide quantique que constitue l’Hélium permet de contribuer à la compréhension de divers problèmes.

Les études expérimentales et théoriques que nous entreprenons permettent d’aborder les propriétés des systèmes fortement corrélés et des nouveaux états induits par les corrélations : composés à fermions lourds, supraconducteurs non conventionnels, isolants topologiques, systèmes de basse dimensionnalité, systèmes à ordre de charge, diamant et silicium dopés… Il s’agit par exemple de comprendre le couplage entre des instabilités magnétiques ou électroniques, l’influence du désordre sur les verres d’électrons

Nos études fondamentales sur les mécanismes de la supraconductivité constituent un axe fort du laboratoire, notamment la supraconductivité non conventionnelle, l’influence du désordre, ou encore l’origine des courants orbitaux liés à la symétrie du paramètre d’ordre. Ces matériaux supraconducteurs permettent également la réalisation de dispositifs quantiques modèles et de développer des composants électrotechniques innovants.

L’étude fondamentale des systèmes modèles de fluides quantiques que sont les deux isotopes de l’Hélium (3He et 4He) nous permet d’aborder les effets couplés de la cohérence quantique, des fluctuations quantiques et des interactions, et d’adresser divers problèmes divers depuis la turbulence, l’influence du désordre en physique statistique, en passant par une réalisation contrôlée du problème à N-corps, et in fine, la simulation in situ de l’Univers primordial.

 


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Highlights in recent years

Selected research contributions of particular relevance in the field of Quantum, molecular and wide bandgap electronics.

- New density waves uncovered in fermion liquids

- Strong radiation-matter coupling in hybrid circuits

- When holes lose their statistics

- Terahertz magneto-electric excitations in a chiral material

- The turbulent superfluid cascade

- Screening in insulating granular aluminium films

- Quantum melting of a spin-ice as a new route to supersolidity

- Fluctuating charge order destroys metallic behavior

- Exploring the quantum world and its new paradigms with neutrons : entanglement and Bose Einstein condensate

- Condensation of helium into silica aerogels is an out-of-equilibrium phase transition

- Evaporation of helium in a porous material

- Low temperature damping in a nano-electro-mechanical device

- Superconductivity Dome around a Quantum Critical Point

- Unravelling structure and magnetism in strongly correlated systems

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