Question sur les fentes de Young

[Murmure-du-vent]

Bonjour,

Je me pose la question suivante.
On éclaire deux fentes de Young et on met un écran derriere à une distance d1. On observe des franges d'interferences. Pas de probleme. Là une variante: chaque point de l'écran est en plus d'etre un détecteur, également un réémetteur d'un photon de meme energie (source spherique) vers un second écran situé à une distance d2 (> d1). Aura t on des franges sur ce second ecran?
Bref apres une belle décohérence peut encore avoir des franges d'interference?
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[LPFR]

Bonjour.
Le modèle « photon » n’est pas adapté pour étudier la diffraction ou les interférences.
Donc, je ne parle que des ondes.
Si vous faites un tas de petits trous dans le premier écran, vous verrez sur le second écran l’image d’interférences que vous verriez si vous enlevez le premier. (Je suis en train d’utiliser le principe de Huygens sans le dire).
Car ici, la lumière qui traverse un trou est en phase avec la lumière qui arrive sur le trou.
Au revoir.

[Murmure-du-vent]

S'il y a un probleme avec les photons prenons d'autres particules. Je ne veux pas de trous dans l'écran! les particules qui passeraient ne seraient pas détectées/ mesurées et seraient libres d'interferer comme des braves ondes. Je veux des particules toutes détectées à des endroits bien précis et réémis. A t on des franges derriere?

[azizovsky]

Possible la réponse se trouve dans la conférence de Serge Haroche à l'École polytechnique :https://www.youtube.com/watch?v=a8ya7qZoej0

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour

S'il y a un probleme avec les photons prenons d'autres particules.

Je ré-rédige :

je modèle « particule » n’est pas adapté pour étudier la diffraction ou les interférences.

Il faut utiliser le modèle ondulatoire.
Au revoir.

[Murmure-du-vent]

D'apres vous pour les fentes de Young on ne peut parler ni de photons ni de particules.
Parlons donc d'états quantiques et repondez si vous le pouvez à ma question.

[Deedee81]

Salut,

Je me pose la question suivante.
On éclaire deux fentes de Young et on met un écran derriere à une distance d1. On observe des franges d'interferences. Pas de probleme. Là une variante: chaque point de l'écran est en plus d'etre un détecteur, également un réémetteur d'un photon de meme energie (source spherique) vers un second écran situé à une distance d2 (> d1). Aura t on des franges sur ce second ecran?
Bref apres une belle décohérence peut encore avoir des franges d'interference?

LPFR a raison, tu peux raisonner avec des ondes ou des vagues c'est plus facile. Et seulement ensuite tu raisonnes en disant "on va mesurer en x, y, z, là où on mesure, un seul impact".

En sommes, ce que tu proposes est que chaque point de "l'écran" soit une source lumineuse d'intensité proportionnelle à la source. Et on reçoit le tout sur un deuxième écran.
Déjà, ça dépend de la phase de chaque émetteur. Si les émetteurs ne sont pas corrélés, c'est sûr et certains, on n'aura pas de franges d'interférence.
Si l'on s'assure que les phases sont identiques à la phase de l'onde d'origine arrivant sur l'écran, alors, oui, on aura des interférences (ça reste à calculer puisque l'arrivée en un point sur le deuxième écran est la somme de contribution venant de chaque point du premier écran).

Ceci est vrai pour des vagues ou des ondes sonores et reste vrai pour des photons/électrons/... mais pas pour des balles de fusils (en fait, c'est vrai aussi pour des balles mais la longueur d'onde est beaucoup trop petite).

La décohérence change un peu la donne (ou la mesure pour rester plus simple, ce n'est pas réellement un problème de décohérnece même si celle-ci peut être vue comme une "mesure par l'environnement"). Evidemment, si les photons arrivent au compte goute et qu'on ne réémet qu'au seul point d'impact, le deuxième écran sera illuminé que par UNE onde sphérique (ce qui après mesure se traduira par UN impact si on ne réémet qu'un seul photon). Il n'y aura pas d'interférence. Il faut qu'il y ait un débit suffisant pour avoir ces interférences avec le deuxième écran. Par contre, si on n'observe pas ce "photon intermédiaire" et que le premier écran soit juste un dispositif de diffusion (un réseau de fentes par exemple), alors il y aura émission de toutes les ondes sphériques avec interférences, même avec les photons un à un. Ceci revient exactement à une expérience de Young à deux étages avec observation (premier cas) ou pas (deuxième cas) du passage de la particule dans le premier étage. C'est donc juste du Young un peu plus compliqué, mais les principes de base restent les mêmes.

J'espère que ça répond à ta question.

[Murmure-du-vent]

Merci pour la reponse.

Je ne suis pas sur, cependant de la nécessité, de la prise en compte des phases lors de la réémission pour observer des interférence sur le deuxieme écran. La preuve en est que si le deuxieme écran coincide avec le premier on verra des franges quelque soit la phase des particules réémises! de meme quand le deuxieme ecran sera tres proche du premier.
L'idée que j'ai en tete c'est que quand un etat quantique est porteur d'une information (ici ce serait qu'il y a deux fentes ouvertes à une
distance donnée), meme si on mesure autre chose/pose une autre question, (une position sur un écran) on obtient quand meme la seule information que porte la particule. Et si on repose la meme question en reemettant les particules l'ensemble des reponses nous redonne la seule réponse: il y a deux fentes ouvertes.

[Deedee81]

Je ne suis pas sur, cependant de la nécessité, de la prise en compte des phases lors de la réémission pour observer des interférence sur le deuxieme écran.

Pour savoir comment deux ondes interfèrent, il faut bien connaitre leur phase !!!!

La preuve en est que si le deuxieme écran coincide avec le premier on verra des franges quelque soit la phase des particules réémises! de meme quand le deuxieme ecran sera tres proche du premier.

Si sur ton deuxième écran mis "au même endroit" que le premier, tu y observes les interférences des ondes initiales, alors, évidemment que tu vas voir des franges.
Et si tu observes les interférences des ondes réémises, tu vas y observer les interférences des ondes émises par tous les points du premier écran, donc, selon leur phase, pas nécessairement de franges !!!!

L'idée que j'ai en tete c'est que quand un etat quantique est porteur d'une information (ici ce serait qu'il y a deux fentes ouvertes à une
distance donnée), meme si on mesure autre chose/pose une autre question, (une position sur un écran) on obtient quand meme la seule information que porte la particule. Et si on repose la meme question en reemettant les particules l'ensemble des reponses nous redonne la seule réponse: il y a deux fentes ouvertes.

Je n'ai pas bien compris là. Eventuellement traduit ça en "étapes" du processus avec les notations de Dirac (les kets).

[Murmure-du-vent]

Tu admets que contrairement a ton affirmation precedente,l'on observe des franges sur le deuxieme ecran s'il est proche meme si les phases sont quelconques?

[azizovsky]

il y'a un problème dans l'expérience de pensée, s'il y'a interférence sur le premier écran (le message est rapporter par les photons qu'on voit, qui ont interféré... ), s'il y'a des trous là où on suppose qu'il y'a interférence (fentes), les photons ont traversée les fontes, il n'y a pas d'interférence, on ne peut pas parler d'interférence, sur le premier et le deuxième écran, car la mesure ou l'observation détruit les particules, une variante de cette expérience de pensée est l'Expérience de la gomme quantique à choix: retardéhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...x_retard%C3%A9

[azizovsky]

si on fait les fentes dans 'l'interfrange' noir, est ce qu'on voit quelque chose sur le deuxième écran?

[Deedee81]

Tu admets que contrairement a ton affirmation precedente,l'on observe des franges sur le deuxieme ecran s'il est proche meme si les phases sont quelconques?

Non, je disais que ça dépend des phases. Pour des phases quelconques, selon celles-ci, on aura des franges ou pas.

on ne peut pas parler d'interférence, sur le premier et le deuxième écran, car la mesure ou l'observation détruit les particules

Ca, c'est une sacrément bonne remarque. Je parlais d'effectuer ou pas la mesure sur le premier écran (mesure volontaire ou pas d'ailleurs), mais tu as raison.

Et attention aux raisonnements contrafactuels ("si on mesurait on trouverait ça donc...."), on sait qu'en MQ ça peut mener à des conclusions complètement erronées.

Comme autre exemple de ça, il y a https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...nce_d%27Afshar
Il y a pas mal d'articles de ci de là sur internet.

[azizovsky]

Ca, c'est une sacrément bonne remarque. Je parlais d'effectuer ou pas la mesure sur le premier écran (mesure volontaire ou pas d'ailleurs), mais tu as raison.

Bonjour 'deedee81', c'est avec toi que j'ai appris ça, c'est à toi le mérite ..... (Expérience d'afshar, Marlan Scully2 et Kai Drühl,....)

[azizovsky]

s'il y'a des trous là où on suppose qu'il y'a interférence...

dans le lien https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...nce_d%27Afshar, on trouve :

Par conséquent, on peut supposer que les photons évitent les fils métalliques, ce qui signifierait qu'ils passent préférentiellement là où la figure d'interférence présente des maximums d'intensité.

merci de me le rappeler Deedee81, il y'a toujours un problème avec le terme supposer(on suppose pas une existante, une donnée, réalité,état,..., on doit la voir, ce qui fait la différence entre maths et physique).

[Murmure-du-vent]

La MQ nous dit qu'à lissue d'une mesure un etat qui évoluait de facon déterministe saute vers un autre état qui représente le resultat de la mesure. La particule qui portait une information antérieure voit celle ci effacée por etre remplacée par une nouvelle ici la position de l'ompact sur l'écran.
Ce que je veux dire c'est que si chacune des particules perd la memoire de son etat antérieur qui était un état pur, l'ensemble des particules apres la meure est décrit par un mélange statistique qui décrit de facon quasiparfait l'état antérieur.
Pour l'expérience de Young il suffit de mesurer l'interfrange sur cet ensemble de resultats pour determiner la distance entre les franges.
Cette information est loin d'avoir disparue. Reprenons mon ecran à deux faces. une face recoit des impacts certaines zones deviennent ou plus chaudes ou plus brillantes. De l'autre coté je ne dis pas que les émissions interferent (pb des phases) , je dis que l'information concernant l'interfrange n'est pas perdue non plus. Un observateur meme lointain pourra observer des zones chaudes ou froides sur son telescope, et savoir s'il y avait derrier l'ecran une deux ou trois fentes.
Pour résumer l'etat pur possede une information, une reponse à une certaine question. Ici c'est par exemple la distance entre les fentes.
Si on mesure autrechose (les positions des particules), il n'y a pas un probleme des resultats aleatoires des mesures, la Nature nous donne de maniere statistique la reponse de plus en plus précise avec le nombre de mesures la réponse à la seule question dont elle connait la reponse.

[Deedee81]

Salut,

il y'a toujours un problème avec le terme supposer(on suppose pas une existante, une donnée, réalité,état,..., on doit la voir, ce qui fait la différence entre maths et physique).

Disons un risque plutôt qu'un problème. Et wikipedia n'est pas toujours super nickel. C'est pour ça que je conseille de faire quelques recherches, il y a quelques très bons articles sur le sujet. Faut juste les retrouver, je n'avais malheureusement pas noter les références.