LORSQUE EINSTEIN RENCONTRA BOHR
159
lorsqu'un atome entre en état d'excitation quand un électron
absorbe un quantum de lumière et saute d'un niveau
d'énergie inférieur à un niveau supérieur. Bohr avait invoqué
ces deux types de sauts quantiques pour expliquer l'origine
des spectres d'émission et d'absorption atomiques, mais Einstein en révélait maintenant un troisième : l'« émission
stimulée>>. Elle se produit lorsqu'un quantum de lumière
percute un électron dans un atome déjà excité. Au lieu
d'absorber ce quantum de lumière, l'électron est« stimulé>>poussé à sauter vers un niveau d'énergie inférieur et à
émettre un quantum de lumière. Quarante ans plus tard,
l'émission stimulée serait à l'origine du laser, acronyme pour
« amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement>> (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Einstein découvrit également que le quantum possédait
une quantité de mouvement, qui, à la différence de l'énergie,
est une grandeur vectorielle ; elle possède à la fois une direction et une valeur. Toutefois, ses équations montraient clairement que l'instant exact de la transition spontanée d'un
niveau d'énergie à un autre et la direction dans laquelle un
atome émet un quantum de lumière étaient entièrement aléatoires. L'émission spontanée était comme la période d'un
échantillon radioactif, dans laquelle la moitié des atomes se
désintègrent en un certain temps- la demi-vie- sans qu'on
puisse déterminer quand un atome donné se désintégrera. De
même, il serait possible de calculer la probabilité qu'une transition spontanée se produise, mais les détails exacts en
seraient entièrement régis par le hasard, sans lien entre la
cause et l'effet. Ce concept d'une probabilité de transition
qui abandonnait l'instant et la direction de l'émission d'un
quantum de lumière au seul « hasard >> était, pour Einstein,
une « faiblesse >> de sa théorie - une faiblesse qu'il était
disposé à tolérer momentanément dans l'espoir qu'elle disparaîtrait avec le développement ultérieur de la physique
quantique 34 •
Einstein était embarrassé par la révélation que le hasard et
les probabilités étaient à l'œuvre au cœur de l'atome quantique. La causalité semblait menacée, même s'il ne doutait
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lorsqu'un atome entre en état d'excitation quand un électron
absorbe un quantum de lumière et saute d'un niveau
d'énergie inférieur à un niveau supérieur. Bohr avait invoqué
ces deux types de sauts quantiques pour expliquer l'origine
des spectres d'émission et d'absorption atomiques, mais Einstein en révélait maintenant un troisième : l'« émission
stimulée>>. Elle se produit lorsqu'un quantum de lumière
percute un électron dans un atome déjà excité. Au lieu
d'absorber ce quantum de lumière, l'électron est« stimulé>>poussé à sauter vers un niveau d'énergie inférieur et à
émettre un quantum de lumière. Quarante ans plus tard,
l'émission stimulée serait à l'origine du laser, acronyme pour
« amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement>> (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Einstein découvrit également que le quantum possédait
une quantité de mouvement, qui, à la différence de l'énergie,
est une grandeur vectorielle ; elle possède à la fois une direction et une valeur. Toutefois, ses équations montraient clairement que l'instant exact de la transition spontanée d'un
niveau d'énergie à un autre et la direction dans laquelle un
atome émet un quantum de lumière étaient entièrement aléatoires. L'émission spontanée était comme la période d'un
échantillon radioactif, dans laquelle la moitié des atomes se
désintègrent en un certain temps- la demi-vie- sans qu'on
puisse déterminer quand un atome donné se désintégrera. De
même, il serait possible de calculer la probabilité qu'une transition spontanée se produise, mais les détails exacts en
seraient entièrement régis par le hasard, sans lien entre la
cause et l'effet. Ce concept d'une probabilité de transition
qui abandonnait l'instant et la direction de l'émission d'un
quantum de lumière au seul « hasard >> était, pour Einstein,
une « faiblesse >> de sa théorie - une faiblesse qu'il était
disposé à tolérer momentanément dans l'espoir qu'elle disparaîtrait avec le développement ultérieur de la physique
quantique 34 •
Einstein était embarrassé par la révélation que le hasard et
les probabilités étaient à l'œuvre au cœur de l'atome quantique. La causalité semblait menacée, même s'il ne doutait