Les détecteurs à inductance cinétique couplent une excellente sensibilité à la capacité d’absorber directement les rayonnements à partir des bandes micro-ondes/ infrarouges lointaines. Pour cette raison, leur utilisation n’est pas limitée à l’astronomie, mais peut couvrir une gamme d’applications beaucoup plus large. Le GIS KID a déjà été impliqué dans de nombreux développements qui vont au-delà des instruments astronomiques. Parmi eux, on peut citer :

Applications d’imagerie passive

Il s’agit du transfert le plus simple de la technologie KID. Si les détecteurs à semi-conducteurs conviennent parfaitement aux fréquences plus élevées et présentent l’avantage de ne pas nécessiter de systèmes cryogéniques, ils sont totalement aveugles dans la gamme des millimètres/submillimètres. Or, les ondes millimétriques sont omniprésentes, car tous les corps à température ambiante émettent fortement dans cette gamme. En outre, et en raison de leur grande longueur d’onde, les ondes millimétriques peuvent traverser des obstacles tels que des feuilles de bois ou des plastiques. Une caméra basée sur le KID pourrait par exemple être utilisée pour l’imagerie passive des passagers dans un aéroport, ou pour des applications médicales, en surveillant la température de la peau.

Applications d’imagerie active

Dans ce cas, les KID sont utilisés comme détecteurs dans un système comprenant une source THz active. L’imagerie et la spectroscopie THz ont été un domaine de recherche actif ces dernières années, et peuvent avoir de multiples applications, par exemple pour la conservation du patrimoine culturel (test non invasif des peintures), l’inspection des produits et des défauts dans l’industrie, ou les techniques d’analyse chimique. Le couplage d’une source THz à des détecteurs KID très sensibles peut permettre d’obtenir des images à haute résolution et à signal/bruit élevé.

Études des matériaux

L’étude des résonateurs supraconducteurs peut donner un aperçu des propriétés des supraconducteurs classiques ainsi que des supraconducteurs plus exotiques (fortement désordonnés, multicouches, etc.). Tester de nouveaux matériaux et déterminer des paramètres tels que leur fraction d’inductance cinétique, la durée de vie des quasi-particules et le bruit, nous permet de trouver les meilleurs candidats pour différentes applications et d’étudier une nouvelle physique.

Information quantique

Les Qubits quantiques et les KID ont de nombreux aspects en commun, en termes de techniques de fabrication, de sources de bruit ou de "sursauts" dans le signal, de systèmes de lecture, etc. Un premier exemple est l’utilisation de matériaux à forte inductance cinétique dans un KID pour augmenter la réactivité et dans un Qubit pour introduire une non-linéarité. Un autre exemple est l’étude de la propagation des phonons dans un substrat après un impact de rayons cosmiques, qui est cruciale pour déterminer la perte de données dans les KID et pour comprendre l’origine de la décohérence dans un Qubit. Ces similitudes peuvent être utilisées à l’avantage des deux communautés, permettant des transferts technologiques dans les deux sens.

Détection des neutrinos, surveillance des centrales nucléaires

Environ 10²² antineutrinos sont émis par seconde par un réacteur nucléaire typique, non atténués et répartis dans toutes les directions. La composition isotopique du combustible pendant les opérations varie : ²³⁵U est consommé et ²³⁹Pu est produit. Des spectres d’antineutrinos différents sont émis par ces deux produits, de sorte que la mesure du taux d’antineutrinos donne un aperçu de la composition du cœur. Les détecteurs de diffusion cohérente de neutrinos à basse température basés sur les KID pourraient fournir des informations quantitatives en temps réel sur la puissance et la composition isotopique du cœur pendant que le réacteur est en service. Il pourrait s’agir d’un système portable permettant de signaler l’état du réacteur indépendamment des déclarations des opérateurs (agences de contrôle). Il pourrait également s’agir d’une surveillance continue, non intrusive, à distance et sans surveillance, intégrée au système de la centrale nucléaire.

Enseignement

Les KID constituent une excellente "étude de cas" pour les étudiants des cours de physique quantique et de supraconductivité. Ils peuvent montrer le début de la supraconductivité, tester la théorie de Mattis-Bardeen, extraire les propriétés d’un matériau, surveiller le flux des rayons cosmiques, etc. Tout cela peut être réalisé dans un cryostat compact et avec la possibilité pour les étudiants de suivre toutes les étapes d’une expérience, de l’assemblage du détecteur à la prise de données, dans un temps raisonnable. Pour cette raison, un travail pratique, "TP KID", a été développé, et est proposé aux étudiants du cours "Matière Quantique" de l’Université Grenoble Alpes sur une base annuelle.