Le CEA-LETI a une expertise de longue date dans le domaine des magnétomètres à pompage optique. Dans le cadre d'un projet spatial avec l'ESA, notre laboratoire a développé des magnétomètres mis en orbite en 2013 dédiés à la mesure du champ terrestre. Ces magnétomètres sont basés sur la résonance magnétique des atomes métastables d'hélium et permettent une mesure absolue du champ magnétique terrestre avec une précision record.

Actuellement notre équipe développe des magnétomètres basés sur ces mêmes principes dédiés à l'imagerie des signaux bio-magnétiques cardiaques (MCG - magnétocardiographie) et cérébraux (MEG - magnétoencéphalographie). Des premières mesures MCG et MEG ont été menées [1,2] et constituent une première preuve de concept clinique de notre dispositif médical, qui a terme devrait ouvrir des nouvelles voies de recherche et diagnostic pour des pathologies telles que l'Alzheimer, l'épilepsie ou la mort subite de l'adulte.

Un des éléments clefs pour améliorer la performance de ces capteurs est le plasma d'hélium qui permet de peupler l'état métastable qui est sensible au champ magnétique. Ce stage vise à réaliser un banc de spectroscopie pour caractériser ce plasma en émission et absorption, puis de l'utiliser pour étudier différents régimes de ce plasma, en lien avec des outils de simulation des plasmas hélium développés par notre laboratoire dans une thèse. Nous nous intéressons notamment aux régimes utilisées dans les expériences d'atomes d'hélium ultra-froids, qui son très différents de ceux que nous utilisons actuellement sur nos expériences. A l'issue de cette étude l'étudiant pourra mettre en application sa solution sur une expérience de magnétométrie en collaboration avec une thèse en cours.

[1] S. Morales et al., « Magnetocardiography measurements with 4He vector optically pumped magnetometers at room temperature », Phys. Med. Biol., vol. 62, nᵒ 18, p. 7267–7279, août 2017.
[2] E. Labyt et al., « Magnetoencephalography With Optically Pumped 4He Magnetometers at Ambient Temperature », IEEE Transactions on Medical Imaging, vol. 38, nᵒ 1, p. 90‑98, janv. 2019.