1. Introduction
29
D
D
x
∆p x
F 0
F 1
F 2
Fig. 1.12 – Une controverse Bohr-Einstein. Les fentes F1 et F2 sont les fentes
d’Young. La fente F0 est percée dans un écran mobile verticalement.
tron par le choc sur le premier écran qui brouille les interférences
31
.C eq u i
est crucial est la possibilité d’étiqueter la trajectoire. On peut imaginer et
même réaliser expérimentalement des dispositifs qui étiquettent les trajectoires sans perturber en quoi que ce soit les degrés de liberté observés, et
cet étiquetage suffit à détruire les interférences. Nous allons décrire brièvement un tel dispositif, qui n’a pas encore été réalisé expérimentalement,
mais qui ne semble pas hors de portée de développements technologiques futurs. Le dispositif proposé
32 utilise des atomes, ce qui permet de jouer sur
leurs degrés de liberté internes sans affecter la trajectoire de leur centre de
masse. Avant leur passage à travers les fentes d’Young, les atomes sont portés dans un état excité par un faisceau laser (figure 1.13). Derrière chacune
des fentes d’Young se trouve une cavité supraconductrice micro-onde, décrite
plus en détail au § 17.2.3. L’atome en passant dans la cavité revient à son état
31. La même remarque vaut pour le dispositif imaginé par Feynman pour une expérience
de fentes d’Young avec des électrons (Feynman et al. [1965], vol. III, chapitre 1). Une source
de photons placée derrière les fentes permet en théorie d’observer le passage des électrons.
Lorsque l’on utilise des photons de courte longueur d’onde, les collisions électron-photon
permettent de discriminer entre les fentes, mais les collisions perturbent suffisamment les
trajectoires pour brouiller les interférences. Si on augmente la longueur d’onde, les chocs
sont moins violents, mais le pouvoir de résolution des photons diminue. Les interférences
réapparaissent quand ce pouvoir de résolution ne permet plus de distinguer entre les fentes.
Voir le § 17.3.5 pour une variante de cette expérience qui a été effectivement réalisée.
32. Ce dispositif a été imaginé par Englert et al. [1991], et une version grand public en
est donnée dans Englert et al. [1995]. Les atomes sont supposés se trouver dans des états
de Rydberg (cf. exercice 15.4.4.). Une expérience voisine dans son principe, mais dont le
schéma est plus complexe, a été effectivement réalisée par Dürr et al. [1998].
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Fig. 1.12 – Une controverse Bohr-Einstein. Les fentes F1 et F2 sont les fentes
d’Young. La fente F0 est percée dans un écran mobile verticalement.
tron par le choc sur le premier écran qui brouille les interférences
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est crucial est la possibilité d’étiqueter la trajectoire. On peut imaginer et
même réaliser expérimentalement des dispositifs qui étiquettent les trajectoires sans perturber en quoi que ce soit les degrés de liberté observés, et
cet étiquetage suffit à détruire les interférences. Nous allons décrire brièvement un tel dispositif, qui n’a pas encore été réalisé expérimentalement,
mais qui ne semble pas hors de portée de développements technologiques futurs. Le dispositif proposé
32 utilise des atomes, ce qui permet de jouer sur
leurs degrés de liberté internes sans affecter la trajectoire de leur centre de
masse. Avant leur passage à travers les fentes d’Young, les atomes sont portés dans un état excité par un faisceau laser (figure 1.13). Derrière chacune
des fentes d’Young se trouve une cavité supraconductrice micro-onde, décrite
plus en détail au § 17.2.3. L’atome en passant dans la cavité revient à son état
31. La même remarque vaut pour le dispositif imaginé par Feynman pour une expérience
de fentes d’Young avec des électrons (Feynman et al. [1965], vol. III, chapitre 1). Une source
de photons placée derrière les fentes permet en théorie d’observer le passage des électrons.
Lorsque l’on utilise des photons de courte longueur d’onde, les collisions électron-photon
permettent de discriminer entre les fentes, mais les collisions perturbent suffisamment les
trajectoires pour brouiller les interférences. Si on augmente la longueur d’onde, les chocs
sont moins violents, mais le pouvoir de résolution des photons diminue. Les interférences
réapparaissent quand ce pouvoir de résolution ne permet plus de distinguer entre les fentes.
Voir le § 17.3.5 pour une variante de cette expérience qui a été effectivement réalisée.
32. Ce dispositif a été imaginé par Englert et al. [1991], et une version grand public en
est donnée dans Englert et al. [1995]. Les atomes sont supposés se trouver dans des états
de Rydberg (cf. exercice 15.4.4.). Une expérience voisine dans son principe, mais dont le
schéma est plus complexe, a été effectivement réalisée par Dürr et al. [1998].