Ali Aras "Expérience DeLLight : Recherche de la non-linéarité optique du vide avec des impulsions laser intenses"

jeudi 5 nov. 2026, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

200/0-Auditorium - Auditorium P. Lehmann (IJCLab)

"Expérience DeLLight : Recherche de la non-linéarité optique du vide avec des impulsions laser intenses"

Résumé :

L'électrodynamique quantique (QED) prédit que le vide se comporte comme un milieu optique non linéaire: la lumière devrait ralentir lorsque le vide est soumis à des champs électromagnétiques intenses. DeLLight (Deflection of Light by Light) vise à observer pour la première fois cette non-linéarité du vide en mesurant la réfraction d'une impulsion laser (sonde) traversant le gradient d'indice optique du vide, induit par une impulsion laser (pompe) ultra intense. Le signal de déflection est amplifié grâce à une mesure interférométrique. La sensibilité de mesure est limitée par la résolution spatiale en sortie de l’interféromètre: la limite ultime est liée au bruit quantique des photons détectés, mais la résolution est fortement dégradée par le bruit de phase issu des vibrations. Cette thèse porte sur le développement de l’expérience DeLLight et plus particulièrement à la réduction du bruit de phase. Une nouvelle méthode de suppression de bruit de phase utilisant deux impulsions sondes séparées de quelques nanosecondes, l’impulsion retardée mesurant le bruit du signal, a été développée et démontrée sur un prototype, puis intégrée au dispositif final. Le bruit résiduel obtenu est très proche du bruit quantique. Grâce à la résolution spatiale obtenue, les premières mesures d’un signal DeLLight de déviation à faible intensité ont pu être réalisées en diminuant la pression dans la chambre d’interaction jusqu’à 2 mbar, validant ainsi chaîne expérimentale avant les mesures QED à haute intensité.

 

"The DeLLight experiment for the search of optical nonlinearity in vacuum with intense laser pulses"

Abstract :

Quantum electrodynamics (QED) predicts that the vacuum behaves as a nonlinear optical medium: light velocity should decrease when vacuum is subject to intense electromagnetic fields. DeLLight (Deflection of Light by Light) aims to observe, for the first time, this vacuum nonlinearity by measuring the refraction of a laser pulse (probe) crossing the vacuum optical index gradient induced by an ultra-intense laser pulse (pump). The deflection signal is amplified through an interferometric measurement. The measurement sensitivity is limited by the spatial resolution at the output of the interferometer: the ultimate limit is set by the quantum noise of the detected photons, but the resolution is strongly degraded by phase noise arising from vibrations. This thesis focuses on the development of the DeLLight experiment, and in particular on the reduction of the phase noise. A new phase-noise suppression method, using two probe pulses separated by a few nanoseconds — the delayed pulse measuring the noise of the signal — was developed and demonstrated on a prototype, then integrated into the final setup. The residual noise obtained is very close to the quantum noise. Thanks to the spatial resolution achieved, the first measurements of a DeLLight deflection signal at low intensity has been performed by reducing the pressure in the interaction chamber down to 2 mbar, thereby validating the experimental chain before the high-intensity QED measurements.