Conditions physiques de création des photons jumeaux

[invite11913079]

Bonjour,

Je voudrais connaître les conditions physiquesde création des photons jumeaux.



L'émission par une source lumineuse commune ne suffit pas. Comment peut on obtenir une information commune et un comportement commun ?


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[triall]

Bonjour, en surfant un peu j'ai trouvé ça sur des façons de fabriquer les photons jumeaux http://www.mpq.univ-paris7.fr/spip.php?article189 , je n'ai pas le niveau pour comprendre tout !
Cordialy

[invite11913079]

Bonjour,

En résumé de l'article, il y a deux manière de produire des photons jumeaux :

- celle que j'ai compris, par cristal biréfringent diélectrique (c'est-à dire non conducteur et isolant) soumis à à une fluorescence
- celle que je n'ai pas compris par des cascades radiatives atomiques.

Peut-on m'expliquer comment on crée des cascades radiatives atomiques pour produire des pphotons jumeaux ?

Cordialement

Peut-on m'expliquer comment on procède pour effectuer une production de cascades radiatives atomiques pour

[mariposa]

Bonjour,

En résumé de l'article, il y a deux manière de produire des photons jumeaux :

- celle que j'ai compris, par cristal biréfringent diélectrique (c'est-à dire non conducteur et isolant) soumis à à une fluorescence
- celle que je n'ai pas compris par des cascades radiatives atomiques.

Peut-on m'expliquer comment on crée des cascades radiatives atomiques pour produire des pphotons jumeaux ?

Cordialement

Peut-on m'expliquer comment on procède pour effectuer une production de cascades radiatives atomiques pour

Bonjour,

Pour se faire on passe d'un niveau excité |E> à un niveau d'énergie inférieur |F> (qui peut-être l'état fondamental) en passant par un niveau intermédiaire |I> intermédiaire.

Plus précisément si |E> et |F> sont de moment cinétique nul L = 0 la transition est interdite.

Donc |E> ne peut pas de dé-excité vers |F>

Par contre si l'état intermédiaire est de moment cinétique L = 1

Alors les transitions |E> vers |I> et |I> vers |F> sont autorisées et au final la transition se ferra de |E> ver |F> avec émission de 2 photons.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Je connaissais aussi par la biréfringence.

Alors les transitions |E> vers |I> et |I> vers |F> sont autorisées et au final la transition se ferra de |E> ver |F> avec émission de 2 photons.

Mais pourquoi ces deux photons sont-ils jumeaux/corrélés ?

[mariposa]

Salut,

Je connaissais aussi par la biréfringence.



Mais pourquoi ces deux photons sont-ils jumeaux/corrélés ?

Bonjour Deedee

parceque l 'amplitude de probabilité |E> vers |F> est la somme de 2 chemins (comme dans les fentes d'Young)

L'état intermédiaire est un niveau L= 1 cad 3 fois dégénérés soit:

|1,1>

|1,0>

|1,-1>

Premier chemin:

Les transitions autorisées sont |E> vers |1,1> puis |1,1> |F> qui donne une lumière rouge R avec une polarisation circulaire + suivie d'une lumière bleue B avec une polarisation circulaire - que l'on peut noter:

|R,+>.|B, ->

Deuxième chemin

Les transitions sont |E> vers |1,-1> puis |1,-1> |F> Donc la séquence des polarisations circulaires est inversée. on a donc:

|R,->.|B, +>

On a donc un état final qui s'écrit:


|F>.[ |R,+>.|B, -> + |R,->.|B, +>]


Qui montre que les 2 photons émis rouge et bleu sont jumelés et intrinqués par leur polarisation.

A noter comme la quantité de mouvement de l'atome est nulle dans l'état initial 2 photons de même couleurs partent dans des directions opposées.

[invite11913079]

Bonjour,

Pour se faire on passe d'un niveau excité |E> à un niveau d'énergie inférieur |F> (qui peut-être l'état fondamental) en passant par un niveau intermédiaire |I> intermédiaire.

Plus précisément si |E> et |F> sont de moment cinétique nul L = 0 la transition est interdite.

Donc |E> ne peut pas de dé-excité vers |F>

Par contre si l'état intermédiaire est de moment cinétique L = 1

Alors les transitions |E> vers |I> et |I> vers |F> sont autorisées et au final la transition se ferra de |E> ver |F> avec émission de 2 photons.

Bonjour,

L'excitation (avant la désexcitation) a été effectuée comment ?

[mariposa]

Bonjour,

L'excitation (avant la désexcitation) a été effectuée comment ?

Par absorption optique (avec un laser)

[mariposa]

Par absorption optique (avec un laser)

Je complète ma réponse qui était un peu courte.

L'absorption optique (par transition dipolaire électrique) ne peut pas être |F> vers |E> car cette transition est interdite (c'est un choix de principe pour que l'opération inverse soit forcée par passer par le niveau intermédiaire |I>).

Il faut donc effectuer une transition |F> vers |S> où |S> est un niveau d'énergie supérieure à |E> et qui relaxe très rapidement vers |S> pour démarrer la production des photons jumeaux.

[invite11913079]

Bonjour Mariposa,

Je pense à un tout autre mode de génération, mais il est peu être erroné ou purement théorique : la génération de photons jumeaux par annihilation d'une particule ayant rencontré une antiparticule.
Est-ce possible ?

[mariposa]

Bonjour Mariposa,

Je pense à un tout autre mode de génération, mais il est peu être erroné ou purement théorique : la génération de photons jumeaux par annihilation d'une particule ayant rencontré une antiparticule.
Est-ce possible ?

Bonjour,

Pourquoi pas. Tout dépend de ce que tu entends par photons jumeaux et ce que tu veux en faire.

[Deedee81]

Salut,

Un moment je pensais avoir compris mais j'avais une grosse faille dans mon raisonnement.

L'état intermédiaire est un niveau L= 1 cad 3 fois dégénérés soit:
[....]
On a donc un état final qui s'écrit:
|F>.[ |R,+>.|B, -> + |R,->.|B, +>]

Super clair (et quand c'est clair comme de l'eau de roche, je sors mon expression préférée : j'aurais dû y penser )

(en fait la faille de mon raisonnement est justement que j'avais oublié de tenir compte que l'état intermédiaire est un triplet)

Merci, cette fois j'ai compris.

par annihilation

Excellente remarque, ça donne aussi des jumeaux corrélés (ou des triplés, le positronium, par exemple, donne deux ou trois photons selon la parité).

La remarque de Mariposa est importante car ça donne des photons extrêmement énergétique. Je ne pense pas qu'on dispose de filtre polarisant pour des photons gamma. Mais ils pourraient servir à d'autres choses (même si je n'ai pas d'application en tête, avec les triplés on devrait pouvoir trouver des applications sympa, au moins sous forme d'expérience de pensée).