émission stimulée ... d'électrons !

[invite6efd23ca]

Bonjour,
Il y a quelques mois en lisant un bouquin je me suis demandée si de la même manière que pour les photons, il ne pouvait pas exister une émission stimulée de phonons... (j'ai pas encore la réponse, d'ailleurs)
Mais puisque j'aime bien pousser la comparaison entre photon et électron un peu loin, on peut aussi se demander si une émission stimulée d'électrons (ou d'autres particules) ne serait pas possible...
On pourrait imaginer, je ne sais pas, de mettre à disposition une énergie suffisante pour créer une paire électron + anti-électron (j'avoue, c'est un peu énorme, mais bon...) et on bombarde d'un faisceau d'électrons ou un truc du genre...
lol
vous en pensez quoi ?
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[invitea3fc981a]

Le processus stimulé de photons est faisable (presque facile diront certains) à mettre en place : il suffit d'exciter les bons atomes en les chauffant ou en les soumettant à un champ intense, pour ensuite les faire tous émettre à la même longueur d'onde. Bon je simplifie, mais tout ça pour dire que les photons, on peut réarranger leur énergie pour qu'ils se trouvent tous dans le même état.

Les électrons en revanche, sont des fermions, ils ne peut s'en trouver plus d'un dans un état donné (règle d'exclusion de Pauli). Donc on oublie tout de suite l'idée de "laser à électrons" ou à fermions en règle générale.

En revanche certains atomes peuvent se comporter comme des bosons, et certaines équipes travaillent sur des lasers à atomes... Mais je ne suis pas spécialiste donc je préfère laisser quelqu'un d'autre s'exprimer sur ce sujet.

[invite6efd23ca]

Les électrons en revanche, sont des fermions, ils ne peut s'en trouver plus d'un dans un état donné (règle d'exclusion de Pauli). Donc on oublie tout de suite l'idée de "laser à électrons" ou à fermions en règle générale.

Ah oui, effectivement...j'avais oublié ce "détail"

[invitea4a042cf]

En revanche certains atomes peuvent se comporter comme des bosons, et certaines équipes travaillent sur des lasers à atomes... Mais je ne suis pas spécialiste donc je préfère laisser quelqu'un d'autre s'exprimer sur ce sujet.

Oui, si tu laisses s'échapper les atomes d'un condensat de Bose-Einstein, tu as un laser à atomes, puisque tous ces atomes sont dans le même état.

Les électrons en revanche, sont des fermions, ils ne peut s'en trouver plus d'un dans un état donné (règle d'exclusion de Pauli). Donc on oublie tout de suite l'idée de "laser à électrons" ou à fermions en règle générale.

Il me semble que certaines équipes essaient de fabriquer l'équivalent d'un condensat de Bose-Einstein pour des fermions. Il me semble qu'il est question de paires, un peu comme des paires de Cooper, et ces paires se comporteraient comme des bosons... mais je ne suis sûre de rien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0bbfd30c]

Oui, si tu laisses s'échapper les atomes d'un condensat de Bose-Einstein, tu as un laser à atomes, puisque tous ces atomes sont dans le même état.

Effectivement les atomes qui s'échappent du condensat dans un "laser à atomes" sont dans un état cohérent, comme les photons dans un faisceau laser. Cependant il s'agit là d'une simple extraction d'atomes du condensat, qui ne fait pas intervenir d'émission stimulée. Ce processus est donc bien différent du mécanisme laser (light amplification by stimulated emission of radiation).

Il me semble que certaines équipes essaient de fabriquer l'équivalent d'un condensat de Bose-Einstein pour des fermions. Il me semble qu'il est question de paires, un peu comme des paires de Cooper, et ces paires se comporteraient comme des bosons... mais je ne suis sûre de rien.

Oui, c'est fait depuis un an environ, dans plusieurs équipes : condensation de paires de Cooper et condensation de molécules, à partir d'un gaz d'atomes fermioniques. Ça a demandé pas mal d'efforts pendant des années, et puis en quelques mois plusieurs équipes ont mis en évidence le phénomène. En France c'est l'équipe de Christophe Salomon (labo Kastler Brossel de l'ENS) qui étudie la condensation de paires de Cooper et de molécules, avec du lithium 6 (et accessoirement du lithium 7, bosonique, utilisé pour refroidir l'isotope 6, fermionique).

[invite6efd23ca]

Oula, les réponses fusent ! Donc si j'ai bien compris c'est possible et même déjà fait...
Et pour les phonons, on peut imaginer quelque chose de semblable ou non ?

[invite0bbfd30c]

Donc si j'ai bien compris c'est possible et même déjà fait...

Non, il n'a pas été question ici d'émission stimulée d'électrons. Juste de "lasers à atomes", et de condensats de paires de Cooper et de condensats de molécules, formés à partir d'atomes fermioniques.

Et pour les phonons, on peut imaginer quelque chose de semblable ou non ?

Je ne sais pas.

[invitea3fc981a]

Ben... Je ne vois pas ce que tu leur veux aux phonons puisqu'ils n'existent que dans le matériau dans lequel ils sont générés... Ce sont des bosons (ou plutôt des "pseudo-bosons" puisque ce ne sont pas des particules matérielles), donc oui on peut avoir des phonons cohérents, cela a déjà été observé notamment dans le bismuth.

[invite6efd23ca]

Ben... Je ne vois pas ce que tu leur veux aux phonons

rien de mal, qu'ils se rassurent !

cela a déjà été observé notamment dans le bismuth.

Euh, c'est-à-dire ? qu'est-ce qu'on a vu dans le Bismuth exactement ?

[invitea3fc981a]

Un phonon est un état de vibration du réseau. En général les atomes bougent dans tous les sens, il y a donc plusieurs phonons à se propager dans le réseau du solide. Dans le cas de phonons cohérents, les atomes vibrent en phase, dans un mouvement d'ensemble, on parle alors de phonons cohérents, mais cela ne se produit pas dans n'importe quel matériau. Le bismuth est un des matériau où ce genre de phénomène est le plus facilement observable.

[invite6efd23ca]

Ah bon ? Et sais-tu ce que le Bismuth a de particulier qui lui permet ça ? Est_il le seul à pouvoir le faire ?

[invitea3fc981a]

Heu non je ne sais pas exactement ce qui rend ce phénomène possible dans le bismuth, mais je ne devrais pas tarder à avoir des éléments de réponse vu qu'un de mes amis va faire son stage de DEA sur ce sujet !

Sinon, il existe d'autres matériaux où cela a été observé, comme le ZnO ou le AgBr...

[invite6efd23ca]

D'accord... bon bah si t'as plus d'infos, ça m'intéresse !