Romain Géneaux est chercheur au Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (IRAMIS/LIDYL) du CEA Paris-Saclay. Après avoir réalisé une thèse au CEA sur la génération d’harmoniques d’ordre élevé et un post-doctorat à l’Université de Berkeley en Californie sur la spectroscopie attoseconde des solides, il rejoint le LIDYL en 2021 suite à l’obtention d’une chaire de chercheur junior du laboratoire d’excellence Physique Atomes Lumière Matière (PALM).
Ses recherches portent sur la spectroscopie de la matière condensée, avec la particularité d’utiliser les impulsions de lumière les plus brèves disponibles aujourd’hui : des impulsions de durée attoseconde, c’est-à-dire de l’ordre de 10-18 secondes. Les sources laser associées fournissent de la lumière dans l’extrême ultraviolet et permettent de sonder la réponse de la matière à des échelles de temps jusqu’alors inexplorées. L’utilisation de la spectroscopie attoseconde pour sonder les électrons des matériaux, sujet de recherche poursuivi par Romain Géneaux, est un domaine scientifique très récent et en plein essor.
Dans l’ERC Starting Grant 2021 qu’il vient d’obtenir, dénommée SPINFIELD (Controlling spin angular momentum with the field of light), Romain souhaite étudier l’interaction entre la lumière et le spin des électrons, une propriété quantique intrinsèque directement responsable de propriétés macroscopiques des matériaux, tel que le magnétisme. Le but est de répondre à une question fondamentale : existe-t-il des interactions directes et cohérentes entre les spins électroniques d’un solide et le champ électrique de la lumière ? Ce problème, qui met en jeu des concepts de l’électrodynamique quantique relativiste ou de la physique quantique à plusieurs corps, demeure un point d’interrogation car il nécessite de capturer la dynamique des spins à des échelles de temps ultrabrèves, avec grande précision. En utilisant la science attoseconde et l’instrumentation de pointe de la plateforme ATTOLab, Romain Géneaux espère enfin parvenir à mettre ces interactions champ-spin en lumière. Cela pourrait donner naissance à de nouvelles façons d’utiliser des lasers pour contrôler l’aimantation ou la topologie de matériaux, des propriétés clés pour développer les futures générations de dispositifs électroniques.