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Produire une particule une par une




  1. #1
    cdom

    Post Produire une particule une par une

    Au vu de la littérature scientifique (revue, livre, internet ...), l'amélioration de l'expérience des fentes d'Young consiste à envoyer une particule une par une (photon, électron ...) ... le résulat de l'expérience confirme toujours l'apparition des franges d'interférence ...
    Le but de cette discussion n'est pas de comprendre l'expérience des fentes d'youg (ceci fera l'objet d'une discussion future...) mais de comprendre comment il est possible de produire et envoyer un par un, 1 photon ( ou 1 électron) vers la cible.
    Je peux comprendre que la "théorie" puisse produire une source à particule unique ... je peux comprendre qu'il soit possible de manipuler "des paquets" de photons (ou électrons) dans la pratique ...

    ... mais je ne vois pas comment il est possible de produire une telle source (mes recherches sur internet ont été infructueuses à ce sujet)

    -----


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  3. #2
    Jackyzgood

    Re : Produire une particule une par une

    tout est une question de précision, tu t'as du materiel High Tech capable de calibré l'énergie envoyé a l'eV pres je ne vois pas quel est le probleme.

    Sinon c'est peut etre comme un éplucheur. C'est comme ca qu'on appel la chambre dans laquelle sont triées les particules, il y regne un champs electrique et un champ magnétique (perpandiculaire a E) intense. Quand un faisceau de particule la traverse, seule celle qui possede les bonnes caractéristique de charge, de masse et de vitesse peuvent en sortir toutes les autres seront déviées et viendront s'ecraser sur les parois. Il est donc possible de crée une chambre possédant la caractéristique de ne laisser passer que des electrons tres tres energétique et en placant dérriere une source qui n'est capable (statistiquement) d'ejecté les electrons selectionner qu'une fois par seconde a la sortie de la chambre il n'y aura (statistiquement) qu'un electron par seconde.

  4. #3
    cdom

    Re : Produire une particule une par une

    La façon de sélectionner les particules m'est comprise. Ce principe est aussi utilisé dans le domaine de la spéctrométrie de masse (...la "séparation" existe pour toute autre "matière" ... liquide, gazeuse... les moyens sont divers et variés...)
    ...
    A partir de ta réponse je précise ma question :
    Quelle est la source qui est capable (statistiquement) d'éjecté un électron par seconde ? C'est cette notion d'électron par seconde que j'essaie de comprendre ...

    Pour moi en sortie de l'éplucheur ou en entrée ... il s'agit d'un paquet d'électron ... donc la notion de particule unique m'est difficile à saisir ...
    Dans un sens (science fiction?) on pourrait produire une source avec un électron tout les quart d'heure (statistiquement j'entends bien ...) ...?


  5. #4
    Jackyzgood

    Re : Produire une particule une par une

    Si on prend un matériau radioactif beta il ejectera des electrons d'energie différente selon une gaussienne. Les electrons correspondant au energie situé aux extremité de la gaussienne sont donc statistiquement les moins probable, il se peut que l'electron tout au bout de la gaussienne ne soit observable qu'une fois par seconde.

    Mais tu a raison c'est pas exactement 1 par seconde c'est statistique t'as une certaine chance pour que tu observe cet electron pendant la seconde qui suit, mais il se peut tres bien qu'il y en ait 2, 3 ou 200 milliards. Mais statistiquement parlant il y en aura qu'un seul par seconde.

  6. #5
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Produire une particule une par une

    En fait pour l'instant on sait pas trop créer des photons un par un. Pas mal de labos bossent là-dessus, car c'est un énorme enjeu pour l'ordinateur quantique et la cryptographie quantique. Apparemment, l'Institut d'Optique d'Orsay et L'ENS Cachan ont réussi à obtenir une source stable de photons uniques avec du diamant (tout est expliqué très simplement ici), et des chercheurs australiens y seraient également parvenu cette année en mettant une "poussière" de diamant au bout d'une fibre optique.

    Citation Envoyé par cdom
    Le but de cette discussion n'est pas de comprendre l'expérience des fentes d'young (ceci fera l'objet d'une discussion future...)
    Je te conseille vivement de commencer par aller lire ceci, et de poster tes questions à la fin si tu en as toujours, plutôt que de créer un nouveau fil...
    "J'ai horreur des scientifiques, les chercheurs sont des nuisibles" [Patrick Besson]

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    cdom

    Re : Produire une particule une par une

    Est-il préférable d'ouvrir une nouvelle discussion ou rester toujours dans la même rubrique ?...

    bref, j'ai lu l'article sur la production de photon à l'unité ...
    rien ne me trouble ...(à noter que ses articles sont datés à partir de 2002 ... et ma question aurai pu être posée en 1995 ....)

    j'ai lu l'ensemble des discussions sur les fentes d'Young ... mais ma question n'y est pas abordée ... personne ne semble être troublé par cette notion de "trié" les électrons un par un ...

    Comme je disais mon souhait premier n'est pas de discuter de l'ensemble des principes de la mécanique quantique ... (équation, probabilité, notion du réel ...)

    Ce qui me semble interressant à comprendre (à partir de vos discussions) est la chose suivante :
    Comment dans la litterature scientifique ... on parle de l'expérience des fentes d'Young (en fait son amélioration ... et c'est là toute ma question ... ) comme l'action d'envoyer un électron un par un ??? (JE DIS BIEN UN PAR UN ...)

    Réaliser une expérience de pensée (comme à la vieille époque ...) en immagiant un électron puis un autre etc ... passant à travers les fentes et former des franges d'interférence sur l'écran me semble facile à accepter ...

    Comprenez que les livres (de vulgarisation ... écrit par des scientifiues renommés ) parle explicitement d'envoyer UN PAR UN les électron ... ( et que oh !!! magie ... la figure d'interférence apparaît peu à peu ... là pas de problème sur cette magie )

    Que voulez-vous dire par trié un par un ???
    Dans la pratique ? Comment faites-vous cela ???
    Ce n'est pas la mécanique quantique qui est magique pour moi ... mais comment vous l'expliquez ...

    Avant d'aller plus loin dans la discussion et de poser mes questions sur la mécanique quantique .... COMMENT VOUS FAITES POUR TRIER ??? Et ne me distes pas qu'en réalité il faut immaginer etc... etc ...

  9. #7
    Mélody

    Re : Produire une particule une par une

    oui c claire je toutafé dacore avc toi tu à raison bisou moi c mélody

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  11. #8
    Adsederq

    Re : Produire une particule une par une

    Ce qu'il faut pour envoyer un électron un a un, c'est une source émétrice contenant un seul atome.
    À partir de ce moment la, en utilisant une faible puissance, on peut expulser les électrons les moins lier à l'atomes, de façon graduelle. Ce genre d'expérience est très difficile a réaliser, et on a récament réussit a le faire. Une équipe d'université a pu utiliser cette technique pour faire de l'encryption..et oui..
    En ce qui concerne le comment. Et bien la, pour isoler UN seul atome, c'Est pas si simple..
    Je suis pas un expert pour t'expliquer ca, mais si je ne me trompe pas, en utilisant des champs magnétiques on peut isoler des atomes chargés... j'ai déja entendu ca.
    La façon dont l'équipe a fait usage est la suivante. Ils ont utiliser un diamant fissuré, puisque la fissure est une modification de la structure du diamant et que l'atome en cette endroit est un atome moins stable. Il ont placer de la poussière (aucune idée pourquoi d'aileur) et ensuite ils ont réussit de cette façon a produire une source d'un électron, quand ils le veulent... ca c'est fort!
    Si tu veux plus de détails je peux essayer de retrouver cet article ca t'en dira surment plus que mes quelques lignes plus ou moins claires -)

  12. #9
    cdom

    Re : Produire une particule une par une

    Pour la réponse de Adsederq ... consulte la réponse de skippy le grand gourou qui te donne le lien vers l'article qui m'interesse ...

    mais cela ne répond toujours pas à la question ...

    Rien ne mentionne dans la literature scientifique l'aspect extremment difficile ou irréalisable ( ou en cours de réalisation ) pour envoyer un élctron un par un ...

    Donc je repose ma question ... pourquoi utiliser l'image dans la description des fentes d'Young d'electrons envoyé un par un alors que cela ( à l'époque était irréalisable ...)

  13. #10
    Jackyzgood

    Re : Produire une particule une par une

    T'as entendu parler de "l'experience" des jumeaux de Langevin ? Un des jumeau par avec une fusée a un vitesse proche de c et lorsqu'il revient il découvre qu'il n'a plus le même age que son frere....

    "Donc je repose ma question ... pourquoi utiliser l'image dans la description des fentes d'Young d'electrons envoyé un par un alors que cela ( à l'époque était irréalisable ...)"

    Quand l'histoire des jumeaux a été inventé (irréalisable a l'epoque) a mon avis il y a eu beaucoup de personne qui ont pas du y croire, mais aujourd'hui tous les scientifique accepte cette idée. La personne qui a pensé a l'experience des fentes de young avec 1 seul electron etait dans la même vision des choses explorer par la pensé un domaine technologiquement trop eloigné. Peut etre que d'ici 20 ans on ne se posera même plus la question.

  14. #11
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par cdom
    pourquoi utiliser l'image dans la description des fentes d'Young d'electrons envoyé un par un alors que cela ( à l'époque était irréalisable ...)
    Déjà, il me semble que pour l'expérience des fentes d'Young on utilise généralement des photons, plutôt que des électrons, tout simplement parce que le résultat est plus facile à visualiser (enfin là c'est moi qui extrapole...).

    Ensuite, ce qui est difficile c'est de maîtriser le flux de photons (ou d'électrons) uniques : c'est-à-dire de décider : "un photon, stop, on attend, aller, un autre maintenant, pause, deux avec un intervalle de tant, etc..." Par contre, on sait depuis longtemps comment obtenir un flux de photons ou d'électrons très sporadique : il suffit par exemple de prendre une source très faiblement radioactive. Cette source émettra bien les photons (électrons) un par un, mais le flux ne sera pas maîtrisé : il sera toujours aléatoire.
    "J'ai horreur des scientifiques, les chercheurs sont des nuisibles" [Patrick Besson]

  15. #12
    invité576543
    Invité

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par Skippy le Grand Gourou
    Cette source émettra bien les photons (électrons) un par un, mais le flux ne sera pas maîtrisé : il sera toujours aléatoire.
    Que ce ne soit pas maîtrisé n'est pas un problème pour l'expérience des fentes de Young.

    Mais j'imagine que ce sont des gammas! Ce qui pose un petit problème pratique pour faire des fentes de la bonne taille et espacement, et un récepteur avec une résolution spatiale adaptée, non?

    Cordialement,

  16. #13
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par mmy
    Que ce ne soit pas maîtrisé n'est pas un problème pour l'expérience des fentes de Young.
    Oui, c'est justement ce que j'essayais d'expliquer...
    Citation Envoyé par mmy
    Mais j'imagine que ce sont des gammas! Ce qui pose un petit problème pratique pour faire des fentes de la bonne taille et espacement, et un récepteur avec une résolution spatiale adaptée, non?
    Bon, là d'accord, j'ai pas réfléchi assez pour le coup... Mais, bon, y'a d'autres moyens simples de faire un faisceau avec peu de photons, et pis ça marche pour les électrons quand même.
    "J'ai horreur des scientifiques, les chercheurs sont des nuisibles" [Patrick Besson]

  17. #14
    cdom

    Thumbs up Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par Jackyzgood
    T'as entendu parler de "l'experience" des jumeaux de Langevin ? Un des jumeau par avec une fusée a un vitesse proche de c et lorsqu'il revient il découvre qu'il n'a plus le même age que son frere....
    .
    Citation Envoyé par Jackyzgood
    T'as entendu parler de "l'experience" des jumeaux de Langevin ? Un des jumeau par avec une fusée a un vitesse proche de c et lorsqu'il revient il découvre qu'il n'a plus le même age que son frere....
    .
    Meci à tout le monde de participer à ma discussion ... je resterai donc sur l'idée de Jackyzgood ...


    Le fait de dire que les électrons sont envoyés un par un, il S'AGIT BIEN ALORS d'une expérience de pensée ...
    et pour moi cela ne pose aucun problème ...

    Ce que je veux expliquer, est la chose suivante : L'expérience des jumeaux (... connue de tous ... ) apparait clairement
    comme une expérience de pensée ...

    ... Par contre, l'amélioration de l'expérience des fentes d'young, elle, est décrite dans la littérature,
    comme ci l'expérience a été réalisée telle quelle .... et là je ne suis pas d'accord ....
    car ce qui est paradoxale dans l'expérience des fentes ce n'est pas l'utilisation d'un flux continu ...
    mais bien le fait d'envoyer un par un les électrons ...

    Bref, j'ai maintenant 3 question à poser :

    1 - tout le monde est-il d'accord avec Jackyzgood et considérer cette réponse comme définitive ...?

    2 - Le formalisme mathématique utilisée pour les fentes d'Young dans le cas de l'émission d'e- ( ... ou photon, ou gamma ...)
    envoyé un par un est-il le même que celui utilisée pour une source continue ... ?
    Oui, je supPose ...

    3 - la distribution de probabilité pour un électron s'écrit :

    où le terme réprésente les franges.

    or il est commun de dire qu'un électron ne peut interférer avec lui même ... ( ... c'est ce qui est encore dit par ci par là ...
    pour la description de l'expérience ...)

    Dois-je donc considérer le terme comme le résultat de l'expérience
    ( ... c.a.d le résulat des e- que l'on visualise à l'écran ...) et non comme une vrai interférence de l'e- avec lui-même (...
    ce qui est impossible, car en aucun cas (.. il est même interdit ...)on doit se réprésenter mentalement une particule comme une onde ...)

    4 - En revenant sur la question 1, s'agissant d'une expérience de pensée ... est-il autorisé de valider l'expérience des fentes
    à un electron ...
    (Einstein n'a pas eu le Nobel pour sa relativité car celle-ci ne pouvaient être expérimentée ...)...

    Quelle position dois-je donc adopter ? Doit-on considérer alors l'expérience des fentes comme purement théorique ...
    (ce qui ne veut en aucun dire que celle-ci soit invalidée ... tout au contraire ...)

  18. #15
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par cdom
    1 - tout le monde est-il d'accord avec Jackyzgood et considérer cette réponse comme définitive ...?
    Comme je l'ai dit précédemment, on sait tout à fait créer un flux de particules uniques. Ce que l'on ne sait pas encore bien faire, c'est créer des particules uniques à la demande. La différence étant que dans le premier cas, on ne sait pas quel intervalle de temps il va y avoir entre deux particules, ce qui ne change absolument rien pour l'expérience des fentes d'Young. En cherchant bien sur Google ou dans des bouquins, tu pourras trouver des images de l'écran sur lequel il n'y a que quelques impacts, et donc pas encore les franges d'interférence. On peut évidemment considérer l'expérience de pensée, mais elle est inutile car vérifiée expérimentalement depuis longtemps.
    Citation Envoyé par cdom
    2 - Le formalisme mathématique utilisée pour les fentes d'Young dans le cas de l'émission d'e- ( ... ou photon, ou gamma ...)
    envoyé un par un est-il le même que celui utilisée pour une source continue ... ?
    Oui, je supPose ...
    Oui, je suppose aussi... Les formules que tu donnes sont celles de la mécanique quantique et décrive des particules uniques, mais a priori en intégrant sur le flux de particules on doit retomber sur la vision ondulatoire classique.
    3 - Dois-je donc considérer le terme comme le résultat de l'expérience ( ... c.a.d le résulat des e- que l'on visualise à l'écran ...) et non comme une vrai interférence de l'e- avec lui-même (...
    ce qui est impossible, car en aucun cas (.. il est même interdit ...)on doit se réprésenter mentalement une particule comme une onde ...)
    Ben là je ne pense pas que tu puisse parvenir à une réponse satisfaisante : c'est l'enjeu même de l'interprétation de la mécanique quantique, sur lesquels se disputent beaucoup de chercheurs (théorie de l'information, etc...).
    Ceci dit, je ne me souviens pas avoir entendu qu'il soit interdit de visualiser une particule sous forme d'onde... (Je me souviens d'ailleurs d'un exercice fort intéressant dans lequel il fallait calculer la probabilité d'un ballon de foot de traverser le gardien, ou quelque chose du genre... )
    "J'ai horreur des scientifiques, les chercheurs sont des nuisibles" [Patrick Besson]

  19. #16
    cdom

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par Skippy le Grand Gourou
    Comme je l'ai dit précédemment, on sait tout à fait créer un flux de particules uniques. Ce que l'on ne sait pas encore bien faire, c'est créer ....
    merci à Skippy le grand Gourou qui vient de répondre à l'ensemble de mes questions ... les réponses pour moi sont satisfaisantes ...
    encore un peu de temps à laisser aux autres pour répondre ... et ce sera la fin de cette discussion ... qui en ouvrira une autre très prochainement ...

  20. #17
    Lévesque

    Re : Produire une particule une par une


  21. #18
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Produire une particule une par une

    Citation Envoyé par Lévesque
    ...
    CQFD.
    PS : la page avec la vidéo semble avoir un problème...
    "J'ai horreur des scientifiques, les chercheurs sont des nuisibles" [Patrick Besson]

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