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Physique quantique : Fondements
Il est donc clair qu’un enseignement moderne de la physique quantique doit
tenir compte de ces développements, pour donner à l’étudiant ou au chercheur
qui désire s’instruire une image plus précise des progrès réalisés et pour accroître sa motivation de mieux comprendre les phénomènes physiques dont
l’importance conceptuelle et pratique est de plus en plus évidente. C’est ce
défi qu’essaie de relever avec succès Michel Le Bellac dans le présent ouvrage.
Chacun des 14 chapitres de ce livre contient en effet, en plus d’un exposé
clair et concis des notions de base, de nombreuses discussions présentant des
développements conceptuels ou expérimentaux récents, qui permettent au lecteur de se faire une idée précise des avancées de la discipline et de ses grandes
tendances d’évolution. Le chapitre 6 sur les états intriqués est bien caractéristique d’un tel choix de présentation. Au lieu de mettre l’accent sur les
propriétés mathématiques du produit tensoriel de deux espaces d’états, ce qui
est un peu austère et rébarbatif, ce chapitre préfère centrer la discussion sur la
notion d’intrication, et introduire de nombreux exemples de développements
théoriques et expérimentaux (dont certains sont très récents) : inégalités de
Bell, tests de ces inégalités, en particulier les plus récents utilisant la conversion paramétrique, les états GHZ (Greenberger, Horne, Zeilinger), la notion
de décohérence illustrée par des expériences modernes d’électrodynamique en
cavité, et qui sera reprise plus en détail dans une annexe, la téléportation.
Comme on le voit, il est difficile d’imaginer une immersion plus complète
dans l’un des domaines les plus actifs actuellement de la physique quantique.
De nombreux exemples de présentation moderne peuvent être donnés à propos d’autres chapitres : interférences d’ondes de de Broglie réalisées avec des
neutrons lents, ou des atomes refroidis par laser ; microscopie à effet tunnel ;
fluctuations du champ quantique et effet Casimir ; transformations de jauge
non abéliennes ; équations de Bloch optiques ; forces radiatives exercées par
des faisceaux laser sur des atomes ; piège magnéto-optique ; oscillations de
Rabi dans le vide d’une cavité, etc.
Je suis vraiment admiratif devant l’effort fait par l’auteur pour donner à
son lecteur une vision si moderne et si attrayante de la physique quantique.
Certes, les développements décrits ne peuvent pas toujours être analysés en
grand détail, et le lecteur devra fournir un effort personnel pour parvenir à
une compréhension plus approfondie du sujet étudié. Il sera aidé en cela par la
bibliographie détaillée qu’il trouvera, soit au cours du chapitre sous forme de
note de bas de page, soit à la fin de chaque chapitre. Je suis convaincu qu’un tel
ouvrage permettra une meilleure compréhension de la physique quantique et
stimulera un plus grand intérêt pour cette discipline aussi centrale. Je remercie Michel Le Bellac pour cette contribution importante qui va certainement
donner une image plus vivante de la physique.
Claude Cohen-Tannoudji
Physique quantique : Fondements
Il est donc clair qu’un enseignement moderne de la physique quantique doit
tenir compte de ces développements, pour donner à l’étudiant ou au chercheur
qui désire s’instruire une image plus précise des progrès réalisés et pour accroître sa motivation de mieux comprendre les phénomènes physiques dont
l’importance conceptuelle et pratique est de plus en plus évidente. C’est ce
défi qu’essaie de relever avec succès Michel Le Bellac dans le présent ouvrage.
Chacun des 14 chapitres de ce livre contient en effet, en plus d’un exposé
clair et concis des notions de base, de nombreuses discussions présentant des
développements conceptuels ou expérimentaux récents, qui permettent au lecteur de se faire une idée précise des avancées de la discipline et de ses grandes
tendances d’évolution. Le chapitre 6 sur les états intriqués est bien caractéristique d’un tel choix de présentation. Au lieu de mettre l’accent sur les
propriétés mathématiques du produit tensoriel de deux espaces d’états, ce qui
est un peu austère et rébarbatif, ce chapitre préfère centrer la discussion sur la
notion d’intrication, et introduire de nombreux exemples de développements
théoriques et expérimentaux (dont certains sont très récents) : inégalités de
Bell, tests de ces inégalités, en particulier les plus récents utilisant la conversion paramétrique, les états GHZ (Greenberger, Horne, Zeilinger), la notion
de décohérence illustrée par des expériences modernes d’électrodynamique en
cavité, et qui sera reprise plus en détail dans une annexe, la téléportation.
Comme on le voit, il est difficile d’imaginer une immersion plus complète
dans l’un des domaines les plus actifs actuellement de la physique quantique.
De nombreux exemples de présentation moderne peuvent être donnés à propos d’autres chapitres : interférences d’ondes de de Broglie réalisées avec des
neutrons lents, ou des atomes refroidis par laser ; microscopie à effet tunnel ;
fluctuations du champ quantique et effet Casimir ; transformations de jauge
non abéliennes ; équations de Bloch optiques ; forces radiatives exercées par
des faisceaux laser sur des atomes ; piège magnéto-optique ; oscillations de
Rabi dans le vide d’une cavité, etc.
Je suis vraiment admiratif devant l’effort fait par l’auteur pour donner à
son lecteur une vision si moderne et si attrayante de la physique quantique.
Certes, les développements décrits ne peuvent pas toujours être analysés en
grand détail, et le lecteur devra fournir un effort personnel pour parvenir à
une compréhension plus approfondie du sujet étudié. Il sera aidé en cela par la
bibliographie détaillée qu’il trouvera, soit au cours du chapitre sous forme de
note de bas de page, soit à la fin de chaque chapitre. Je suis convaincu qu’un tel
ouvrage permettra une meilleure compréhension de la physique quantique et
stimulera un plus grand intérêt pour cette discipline aussi centrale. Je remercie Michel Le Bellac pour cette contribution importante qui va certainement
donner une image plus vivante de la physique.
Claude Cohen-Tannoudji