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Les ondes gravitationnelles sont observées depuis 2015 directement par les détecteurs terrestres basés sur le principe de l’interféromètre de Michelson. Les performances exceptionnelles de ces détecteurs sont obtenues grâce à plusieurs améliorations de ce principe de base. Les cavités optiques suspendues jouent un rôle clé dans ces améliorations et ont différentes fonctions dans l’interféromètre. Deux exemples de ces cavités sont les cavités de recyclage, utilisées pour augmenter la puissance laser dans le détecteur et améliorer le rapport signal/bruit au niveau du port de détection, et une cavité de filtrage, couplée à l’utilisation d’états comprimés de la lumière (squeezing) pour la réduction du bruit quantique.

Après la quatrième période d’observation, qui devrait se terminer au début de 2025, le détecteur Advanced Virgo sera mis à niveau. L’une des principales améliorations prévues concerne le remplacement des cavités de recyclage marginalement stables par des cavités de recyclage stables. Cela nécessitera le développement et la maîtrise de stratégies de contrôle pour les nouvelles cavités optiques suspendues.

En ce qui concerne le squeezing, la mise en œuvre de la cavité de filtrage pour obtenir du squeezing dépendant de la fréquence est en cours, mais elle est actuellement limitée par d’autres sources de bruit dans le détecteur Advanced Virgo. L’amélioration de la configuration de l’interféromètre permettra de commencer à voir l’impact de la cavité de filtrage sur la courbe de sensibilité du détecteur. Atteindre d’excellents niveaux de contrôle de cette cavité sera la clé du succès.

Le travail du doctorant ou de la doctorante sera principalement basé à IJCLab à Orsay avec des aspects à la fois expérimentaux et de simulation. IJCLab héberge la plateforme CALVA qui est conçue pour étudier le contrôle d’une cavité suspendue pour Advanced Virgo avec une cavité Fabry-Perot de 50m de long. En outre, la plateforme CALVA accueille actuellement le développement d’une source de squeezing sous vide. De par leur conception, les outils utilisés sur la plateforme CALVA sont les mêmes que ceux utilisés pour Virgo, ce qui facilite le partage des technologies entre les deux systèmes.

La première année du doctorat sera consacrée à la familiarisation avec les stratégies de contrôle actuellement en place sur le détecteur Advanced Virgo, incluant une mission initiale d’environ un mois sur le site de Virgo en Italie pour apprendre avec les équipes de commissioning.

Ensuite, il y aura un travail de simulation à la fois des cavités d’Advanced Virgo et de la cavité de CALVA de 50m qui sera utilisée pour tester les stratégies de contrôle. Vers la fin de la deuxième année, les cavités de recyclage stables seront installées sur Advanced Virgo ; le doctorant ou la doctorante aura un rôle clé dans la mise en service du contrôle des cavités, en passant au moins 6 mois sur le site avec l’équipe d’experts du contrôle de l’instrument.