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1 0.1
1 NTRODUCTION
'I
A LA THEORIE
DES COLLISIONS
CE QUE LE CHAPITRE DISCUTE ...
ET CE DONT IL NE PARLE PAS
10
La théorie des collisions (ou théorie de la diffusion, « scattering » en anglais) est un
aspect très important du formalisme quantique 1 visant à dégager un certain nombre
d' idées et propriétés générales dans la situation où une particule (une onde) subit une
collision avec une cible, figure 10.1, i.e. d'autres particules (ou des collisions entre
particules, figure 11.1).
Figure 10.1 - Onde (lumière, électrons,
neutrons, particules œ ... ) envoyée sur
une cible.
Les ronds représentent les centres
diffuseurs de la cible (les atomes par
exemple).
(a)
Cible
ooo
üo
OO
OO
0
Cette situation a déjà été rencontrée dans des domaines extrêmement variés et il
est presqu' inutile de souligner son importance : par exemple dans l'introduction à
plusieurs reprises (expérience de Geiger, Marsden & Rutherford, expériences de collisions dans les accélérateurs de particules, etc.). Notons que le concept de collision
fournit des outils puissants pour étudier la thermodynamique des gaz faiblement en
interaction (développement du viriel [32], etc.) par exemple très utile dans le cadre
de la physique des gaz atomiques (milieux dilués). Enfin, un dernier contexte dans
lequel se déploie la puissance de cette idée est fourni par la matière condensée où la
notion de collision est utilisée pour décrire le transport électronique dans des structures de dimensions micrométriques cohérentes (les problèmes 10.1 et 10.2 illustrent
ce dernier point) : c'est l' approche de Landauer-Büttiker (pour un texte introductif
on pourra consulter [11]).
1. Notons également l' existence d ' une « théorie classique des collisions», développée dans tous les
bons livres de mécanique classique (par exemple [29] ou le premier chapitre de l'ouvrage [47]).
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