"Vie et mort" d'un photon en direct

[Gwyddon]

Salut à tous,

Il y a deux jours a été publié dans Nature une expérience où l'on effectue une série de mesures non destructives sur un photon. Vous pouvez avoir un bref aperçu de la chose ici :

http://www.phys.ens.fr/


La référence complète de l'article est

S. Gleyzes et al, Nature, 446, 297 (2007)


Si d'autres ont des réfs plus complète, je suis tout ouïe

[mtheory]

suffit de demander...

http://xxx.soton.ac.uk/abs/quant-ph/0612031

alors le séminaire sur "l'effet Wheeler " ?

[mariposa]

Salut à tous,

Il y a deux jours a été publié dans Nature une expérience où l'on effectue une série de mesures non destructives sur un photon. Vous pouvez avoir un bref aperçu de la chose ici :

http://www.phys.ens.fr/


La référence complète de l'article est

S. Gleyzes et al, Nature, 446, 297 (2007)


Si d'autres ont des réfs plus complète, je suis tout ouïe

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Un commentaire, pour apporter un peu de contradictions.

Toutes ces expériences sont toujours de belles performances techniques mais hélas contribuent à renforcer le coté magique de la MQ ce qui se traduit par un net recul de la pédagogie de la MQ.

[invité576543]

Bonjour,

Une question simple, de base, et naïve. C'est quoi un "photon", dans le cadre de la description de l'expérience et du titre?

Cordialement,

[mariposa]

Bonjour,

Une question simple, de base, et naïve. C'est quoi un "photon", dans le cadre de la description de l'expérience et du titre?

Cordialement,

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Bonjour,

Un mode dans l'etat excité numéro 1 = 1 photon. En plus il se peut que la cavité soit monode (à vérifier). Les atomes eux ne sont pas résonnants par rapport au mode excité.
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Cordialement.

[Gwyddon]

suffit de demander...

http://xxx.soton.ac.uk/abs/quant-ph/0612031

alors le séminaire sur "l'effet Wheeler " ?

Je l'ai trouvé aussi sur l'arxiv central finalement

http://arxiv.org/ftp/quant-ph/papers/0612/0612031.pdf

Soit dit en passant, c'est intéressant en vue d'un ordinateur quantique, car l'on ne détruit pas le système en le mesurant ici


En ce qui concerne le séminaire Wheeler, c'était très intéressant car il détaillait le procédé expérimental et les conclusions, en insistant bien qu'ils restent prudent et qu'ils se placent bien dans une vision de Copenhague.

Au passage, ils ont discuté des centres du diamants et ils comptent améliorer tout ça avec un NE8 à la place d'un NV, surtout pour les applications cryptographiques en plein air.

[pmdec]

Bonsoir,

Salut à tous,

Il y a deux jours a été publié dans Nature une expérience où l'on effectue une série de mesures non destructives sur un photon. .../...

Cette méthode de détection pourrait-elle être appliquée aux expériences d'interférence avec fentes de Young ?

[mtheory]

En ce qui concerne le séminaire Wheeler, c'était très intéressant car il détaillait le procédé expérimental et les conclusions, en insistant bien qu'ils restent prudent et qu'ils se placent bien dans une vision de Copenhague.

Au passage, ils ont discuté des centres du diamants et ils comptent améliorer tout ça avec un NE8 à la place d'un NV, surtout pour les applications cryptographiques en plein air.

[invité576543]

Bonjour,

Je reviens sur ma question naïve. Le terme "photon" est le plus souvent utilisé pour une excitation du champ e.m. de type onde plane. Il a alors une énergie, une quantité de mouvement, un spin. Et une masse nulle.

Ici, on a certainement une énergie, mais la quantité de mouvement moyennée sur la durée de vie est nulle ou presque, il me semble. Le spin? Et quid d'une notion de masse? On remarquera que le paquet d'onde se déplace comme un objet de masse non nulle. Mieux, il est manifestement lié à un objet massique.

Si on admet le terme "photon" pour un "objet" tel que celui décrit dans l'expérience, quelle est la définition générale d'un "photon", et quels sont les attributs que tout photon a?

Mais une autre vue semble possible. Dans l'article, est couramment mentionnée une notion de propagation du "photon", avec des indications de distance parcourue. Cela véhicule une image de photon qui "rebondit" régulièrement sur les deux faces de la cavité, d'onde plane s'inversant régulièrement. Mais alors, est-ce qu'il ne serait pas plus clair de parler d'un photon que pour un trajet unique d'une face à l'autre? Alors la résonance est vue comme un système auto-entretenu d'émission/absorption d'une succession de photons.

En gros, le point qui m'interpelle, c'est l'usage flou (à mon idée) du mot "photon", qui m'amène à penser (pas pour la première fois) que ce terme doit être compris dans le contexte, le seul sens général étant celle de quantité quantifiée d'énergie du champ e.m., tout le reste (quantité de mouvement, masse, spin, localisation, ...) étant contingent au contexte.

Cordialement,

[mariposa]

Bonjour,

Je reviens sur ma question naïve. Le terme "photon" est le plus souvent utilisé pour une excitation du champ e.m. de type onde plane. Il a alors une énergie, une quantité de mouvement, un spin. Et une masse nulle.

Ici, on a certainement une énergie, mais la quantité de mouvement moyennée sur la durée de vie est nulle ou presque, il me semble. Le spin? Et quid d'une notion de masse? On remarquera que le paquet d'onde se déplace comme un objet de masse non nulle. Mieux, il est manifestement lié à un objet massique.

Si on admet le terme "photon" pour un "objet" tel que celui décrit dans l'expérience, quelle est la définition générale d'un "photon", et quels sont les attributs que tout photon a?

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Bonjour,


Un photon c'est rigoureusement une excitation élémentaire du vide électromagnétique que l'on détermine à partir du calcul classique des modes propres de la cavité suivi d'une quantification. En conséquence seule une cavité de dimension infinie permet d'attribuer strictement une quantité de mouvement p = h.k aux excitations élémentaires.

Si les conditions aux limites sont rectangulaires on peut encore définir une quasi-impulsion qui correspond à une "quantification "au niveau classique.
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Quelquesoit la forme de la cavité on aura toujours des modes propes au niveau classique qui après quantification correspondent a une famille d'oscillateurs harmoniques dont les niveaux sont les excitations élémentaires, les photons.
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Le spin. Quand on calcul les modes propres de la cavité on a des états de polarisation qui correspondent aux états de spin. Attention: Pour une forme quelconque de cavité les 2 états de polarisation ne sont pas dégénérés. Seules les situatations où existe une haute symétrie possèdent une dégénérescence de spin.
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définition générale et universelle d'un photon.
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En résumé un état à N photons en toute généralité c'est un état propre d'un oscillateur harmonique (appelé excitation élémentaire) noté |N,a> où a est l'indice du mode. Dans le cas du milieu infini on note |N,k,s> où k est l'indice du mode et s le spin en notant que |N,k,s1> et |N,k,s2> sont dégénérés.
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Mais une autre vue semble possible. Dans l'article, est couramment mentionnée une notion de propagation du "photon", avec des indications de distance parcourue. Cela véhicule une image de photon qui "rebondit" régulièrement sur les deux faces de la cavité, d'onde plane s'inversant régulièrement.

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Comme tu le dis c'est une image, mais rien qu'une image.

En gros, le point qui m'interpelle, c'est l'usage flou (à mon idée) du mot "photon", qui m'amène à penser (pas pour la première fois) que ce terme doit être compris dans le contexte, le seul sens général étant celle de quantité quantifiée d'énergie du champ e.m., tout le reste (quantité de mouvement, masse, spin, localisation, ...) étant contingent au contexte.

Cordialement,

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Et oui l'image flou du photon est hyper répandu et utilisée de manière erroné et ne permet pas de comprendre vraiment ce qui se passe, on ne peut pas faire l'économie du raisonnement quantique rigoureux.
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Qui plus est un ensemble de N photons ne ressemble en rien à une onde électromagnétique.

[mtheory]

Qui plus est un ensemble de N photons ne ressemble en rien à une onde électromagnétique.

Euh...j'ai du loupé une marche ce matin, un état cohérent de n photons c'est bien une onde EM classique non ?

[Jano]

Un photon c'est rigoureusement une excitation élémentaire du vide électromagnétique

Le vide électromagnétique, c'est ce qu'on appelle aussi le vide quantique ?
Merci

[mariposa]

Euh...j'ai du loupé une marche ce matin, un état cohérent de n photons c'est bien une onde EM classique non ?

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Et non. Un état cohérent c'est une certaine superposition d'états propres d'états à n photons donc du style:

Sigma sur n des: An |n>
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Autrement dit un état cohérent n'est pas vecteur propre
d'un quelconque état |n> puisque c'est un mélange de ces états.

[mariposa]

Le vide électromagnétique, c'est ce qu'on appelle aussi le vide quantique ?
Merci

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Le vide quantique c'est le produit directe de plusieurs vides. le vide électromagnétique est une composante du vide quantique. Le vide d'électrons est une autre composante du vide quantique.
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On peut donc écrire |0> = |0>*|0>*.........*|0>
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A gauche c'est le vide quantique, à droite les différentes composantes du vide

[gillesh38]

Salut à tous,

Il y a deux jours a été publié dans Nature une expérience où l'on effectue une série de mesures non destructives sur un photon. Vous pouvez avoir un bref aperçu de la chose ici :

http://www.phys.ens.fr/


La référence complète de l'article est

S. Gleyzes et al, Nature, 446, 297 (2007)


Si d'autres ont des réfs plus complète, je suis tout ouïe

on emploie souvent le terme de "mesure non destructive", mais c'est uun peu trompeur. En fait on détruit toujours quelque chose en le mesurant. Simplement, en employant un système intriqué (ici le photon+la cavité), on peut mesurer une partie dui système pour en déduire l'état d'une autre partie. C'est absolument analogue à la mesure du spin d'un des photons dans l'expérience d'Aspect : on détruit un des photons pour connaitre l'état de l'autre. Autrement dit, la mesure n'est pas "non destructive" mais elle est "partiellement destructive".
En réflechissant, on s'aperçoit en fait qu'on ne peut faire que cela en Meca Q : préparer un état pur ne peut se faire qu'en préparant un état corrélé et en mesurant une quantité du système (nécessairemennt détruite par la mesure) pour en déduire une autre (non touchée directement). On "décrit" la préparation par une "projection" du paquet d'onde due à l'interaction avec l'autre partie du système, mais en fait c'est tout aussi bien interprétable selon Bohr : l'état préparé n'est qu'un catalogue de l'information qu'on a obtenue sur le système. "Interpréter" la mesure par la présence "réelle" d'un photon est d'une certaine manière métaphysique, et "la présence du photon" n'est qu'une manière imagée de traduire la façon dont on peut calculer les résultats des probabilités des mesures ultérieures.