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Physique quantique : Fondements
sans franges
onde
atomique
plane
cavité 1
cavité 2
ϕ 1
ϕ
2
faisceau
laser
avec franges
Fig. 1.13 – Étiquetage des trajectoires dans l’expériences des fentes d’Young.
D’après Englert et al. [1991].
fondamental en émettant avec une probabilité voisine de 100 % un photon qui
reste confiné dans la cavité. La présence du photon dans l’une ou l’autre des
cavités permet d’étiqueter la trajectoire de l’atome, ce qui détruit les interférences. La perturbation apportée à la trajectoire du centre de masse de l’atome
est totalement négligeable : il n’y a pratiquement aucun transfert d’impulsion
entre le photon et l’atome. Cependant, les deux états finaux : atome arrivant
au point d’abscisse x sur l’écran et photon dans la cavité 1, et atome arrivant
au point x sur l’écran et photon dans la cavité 2 sont différents.I lf a u td o n c
prendre le module carré de chacune des amplitudes correspondantes et ajouter
les probabilités. On note qu’il n’est pas nécessaire de détecter le photon, ce
qui introduirait d’ailleurs une complication expérimentale supplémentaire. Il
suffit de savoir que l’atome émet un photon de façon quasi-certaine au cours
de son passage dans la cavité. Comme nous l’avons déjà souligné, il n’est
pas indispensable que l’observation de l’état final soit effectivement réalisée
et il suffit qu’elle soit possible en principe : peu importe que la technologie
d’aujourd’hui ou même de demain soit capable ou non de permettre cette
observation.
1.4.5 Interféromètre de Mach-Zehnder
Les fentes d’Young sont l’exemple standard d’une expérience d’interférences, mais un interféromètre beaucoup plus largement utilisé pour réaliser
des expériences de physique quantique, avec des photons, des neutrons, des
atomes, etc., est celui de Mach-Zehnder, qui repose sur l’utilisation de lames
séparatrices (figure 1.14a). Nous allons partir du point de vue ondulatoire
en nous plaçant dans le cadre de l’optique. Le schéma de l’interféromètre est
donné sur la figure 1.14a. Examinons l’action d’une lame séparatrice sur des
Physique quantique : Fondements
sans franges
onde
atomique
plane
cavité 1
cavité 2
ϕ 1
ϕ
2
faisceau
laser
avec franges
Fig. 1.13 – Étiquetage des trajectoires dans l’expériences des fentes d’Young.
D’après Englert et al. [1991].
fondamental en émettant avec une probabilité voisine de 100 % un photon qui
reste confiné dans la cavité. La présence du photon dans l’une ou l’autre des
cavités permet d’étiqueter la trajectoire de l’atome, ce qui détruit les interférences. La perturbation apportée à la trajectoire du centre de masse de l’atome
est totalement négligeable : il n’y a pratiquement aucun transfert d’impulsion
entre le photon et l’atome. Cependant, les deux états finaux : atome arrivant
au point d’abscisse x sur l’écran et photon dans la cavité 1, et atome arrivant
au point x sur l’écran et photon dans la cavité 2 sont différents.I lf a u td o n c
prendre le module carré de chacune des amplitudes correspondantes et ajouter
les probabilités. On note qu’il n’est pas nécessaire de détecter le photon, ce
qui introduirait d’ailleurs une complication expérimentale supplémentaire. Il
suffit de savoir que l’atome émet un photon de façon quasi-certaine au cours
de son passage dans la cavité. Comme nous l’avons déjà souligné, il n’est
pas indispensable que l’observation de l’état final soit effectivement réalisée
et il suffit qu’elle soit possible en principe : peu importe que la technologie
d’aujourd’hui ou même de demain soit capable ou non de permettre cette
observation.
1.4.5 Interféromètre de Mach-Zehnder
Les fentes d’Young sont l’exemple standard d’une expérience d’interférences, mais un interféromètre beaucoup plus largement utilisé pour réaliser
des expériences de physique quantique, avec des photons, des neutrons, des
atomes, etc., est celui de Mach-Zehnder, qui repose sur l’utilisation de lames
séparatrices (figure 1.14a). Nous allons partir du point de vue ondulatoire
en nous plaçant dans le cadre de l’optique. Le schéma de l’interféromètre est
donné sur la figure 1.14a. Examinons l’action d’une lame séparatrice sur des