Étude des vortex acoustiques spatio-temporels pour la manipulation de particules et de cellules

Les vortex acoustiques spatio-temporels constituent une classe de champs présentant une singularité de phase dans le domaine spatio-temporel mixte. Leur moment cinétique orbital L n’est pas nécessairement aligné avec la direction de propagation, contrairement aux vortex classiques. De plus, ils peuvent posséder un moment cinétique de spin S qui peut être réglé indépendamment. En raison de ces moments angulaires, les VST offrent des possibilités inédites pour la manipulation de particules. Le transfert de L et de S du vortex vers les particules irradiées induit leur mise en mouvement via des forces et des couples de rayonnement dépendant du temps, permettant des dynamiques particulaires impossibles à obtenir avec des faisceaux stationnaires. Grâce à ces degrés de liberté supplémentaires, la manipulation de particules au moyen des VST pourrait trouver des applications dans les cellules biologiques, en distinguant les différentes réponses au champ de cellules de types variés présentant des rigidités différentes. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous visons la description analytique, l’optimisation numérique et l’observation expérimentale potentielle de la manipulation de particules par des VST acoustiques. Grâce à l’optimisation de l’interaction champ–particule, notamment du couple induit, les paramètres nécessaires du faisceau devront être déterminés, révélant ainsi les propriétés du système générateur. L’objectif à long terme est de distinguer de véritables cellules cancéreuses par l’observation du couple induit.

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