Question sur interference entre 2 photons
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Question sur interference entre 2 photons



  1. #1
    ryba7

    Question sur interference entre 2 photons


    ------

    Bonjour.
    Dans le cas d'une interference, 2 ondes de phases decales peuvent s'annuler. Je me demande donc, si on envoie deux photon , de maniere a ce qu'ils occupent le meme espace en meme temps, mais chacun avec une phase opposee, ce qui va se passer*?
    Cela m'etonnerais qu'ils disparaissent comme cela...

    Merci

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Salut,

    Citation Envoyé par ryba7 Voir le message
    Dans le cas d'une interference, 2 ondes de phases decales peuvent s'annuler. Je me demande donc, si on envoie deux photon , de maniere a ce qu'ils occupent le meme espace en meme temps, mais chacun avec une phase opposee, ce qui va se passer*?
    Cela m'etonnerais qu'ils disparaissent comme cela...
    J'ai déjà vu ce genre de question avec des ondes (la question étant alors : où va l'énergie ?)

    Je ne suis pas sûr que cette situation puisse être réalisée. Pour que la situation soit exactement la même (à la phase près) pour les deux photons il faudrait qu'ils soient ainsi partout et ils ne seraient même pas émis. Je ne crois qu'on puisse avoir une situation où ils seraient séparés au départ puis se superposent partout après s'être rejoint. Une des raisons est que les ondes EM (et le photon n'en est que la version quantifiée) conduisent à un flux d'énergie localement conservé, les deux ondes (photons) peuvent se croiser (sans se perturber l'un l'autre (*)) et après continuent leur route normalement chacun de leur coté. Le seul phénomène qui en résulte est que la probabilité de trouver les photons dans la zone d'interférence est très faible ou nulle (exactement le mécanisme des franges d'interférence).

    Ceci dit, une démonstration générale doit être assez difficile.

    (*) Pour être exact deux photons peuvent interagir mais la section efficace de collision est extrêmement faible (mais pas nulle, elle a été autant calculée que mesurée, voir le cours de théorie des champs de Landau par exemple).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne suis pas sûr que cette situation puisse être réalisée.
    Il me semble que dans "Introduction à l'élctrodynamique quantique" de Cohen-Tannoudji, Grynberg et Dupont-Roc il est question d'une expérience d'interférence entre photons émis par deux lasers différents. J'essayerai de retrouver ce qu'ils disent précisément, tout de suite je ne peux pas.

    Bonne journée.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Merci,

    Je me demande d'ailleurs si je n'ai pas aussi ça quelque part chez moi (j'ai plusieurs livre de Cohen-Tanoudji et il y en a quelques uns que je n'ai pas lu en entier).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    LPFR

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Bonjour;
    Il y a déjà eu une discussion sur le sujet. Avec des ondes. Pas des photons.
    On peut (ou pas ?) faire un interféromètre de type Mach-Zehnder:
    http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3862239

    Ce qui est agaçant est qu'il semble possible de déphaser les faisceaux de sorte qu'ils soient en opposition de phase de chaque côte du miroir de sortie.
    J'avoue que je n'ai pas la réponse.
    Au revoir.

  7. #6
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Re,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je me demande d'ailleurs si je n'ai pas aussi ça quelque part chez moi (j'ai plusieurs livre de Cohen-Tanoudji et il y en a quelques uns que je n'ai pas lu en entier).
    Je me suis trompé, en fait, je l'ai lu dans le Pérez d'optique (p. 288)... mais c'est très lapidaire. Ca part d'une citation de Dirac "un photon n'interfère jamais qu'avec lui-même" et "deux photons indépendants n'interfereraient pas". J.P Pérèz dit que si c'était vrai à l'époque de Dirac, ça ne n'est plus de nos jours avec l'évolution des lasers notament. Il cite l'expérience de G. Magyar et L. Mandel de 1963 consistant à visualiser l'interférence d'ondes émises par deux lasers indépendants sur une photocathode munie d'un écran fluorescent. Le schéma montre deux lasers et un système de miroirs pour diriger les faisceaux sur le détecteur. Il n'y a pas de détails, mais je suppose que la mise au point doit être délicate.

    C'est donc en fait le temps de réponse du détecteur et la durée des trains d'onde qui permettent de visualiser les interférences entre deux trains d'ondes indépendants qui se superposent quand même un peu. Les ordres de grandeur donnés : durée de détection 40 ns, durée de cohérence 25 ns.

    Bonne soirée.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  8. #7
    Chip

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Ce qui est agaçant est qu'il semble possible de déphaser les faisceaux de sorte qu'ils soient en opposition de phase de chaque côte du miroir de sortie.
    Ça, ce n'est pas possible (erreur de calcul / de raisonnement).

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Il cite l'expérience de G. Magyar et L. Mandel de 1963 consistant à visualiser l'interférence d'ondes émises par deux lasers indépendants sur une photocathode munie d'un écran fluorescent. Le schéma montre deux lasers et un système de miroirs pour diriger les faisceaux sur le détecteur. Il n'y a pas de détails, mais je suppose que la mise au point doit être délicate.

    C'est donc en fait le temps de réponse du détecteur et la durée des trains d'onde qui permettent de visualiser les interférences entre deux trains d'ondes indépendants qui se superposent quand même un peu. Les ordres de grandeur donnés : durée de détection 40 ns, durée de cohérence 25 ns.
    Ça date...! Maintenant on sait stabiliser les lasers beaucoup, beaucoup mieux qu'à l'époque, et on peut même voir l'effet à l'oeil nu (ce n'est pas une blague).

  9. #8
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Ça date...!
    En effet, puisque c'était avant ma naissance, et que moi même je commence à dater.... blague à part, c'est déjà bien de trouver ça dans un livre de prépa !


    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Maintenant on sait stabiliser les lasers beaucoup, beaucoup mieux qu'à l'époque, et on peut même voir l'effet à l'oeil nu (ce n'est pas une blague).
    Je veux bien en savoir plus là dessus. Les photons sont assez espacés dans le temps pour que la persistence rétinienne ne gêne pas ?

    Bonne journée.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  10. #9
    ryba7

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Ok. Merci pour vos reponces, je vais lire l'autre sujet.


  11. #10
    Chip

    Re : Question sur interference entre 2 photons

    Citation Envoyé par albanxiii Voir le message
    Je veux bien en savoir plus là dessus. Les photons sont assez espacés dans le temps pour que la persistence rétinienne ne gêne pas ?
    Ici il ne s'agit pas de photons uniques. Il s'agit de deux lasers que l'on fait interférer. Dans l'expérience de Magyar et Mandel de 1963 à laquelle tu faisais référence [Nature 198, p.255 (1963)], les fréquences des deux lasers (qu'ils appelaient "maser optiques" à l'époque ) n'étaient pas très stables, du coup il fallait un détecteur rapide pour pouvoir détecter les franges d'interférence (elles ne sont pas stationnaires car ils ne pouvaient pas maintenir les lasers à la même fréquence). Avec les lasers ultra stables utilisés de nos jours pour les expériences d'horloges atomiques ou de spectroscopie à haute résolution, on peut voir les franges d'interférence entre deux lasers à l'oeil nu.

    Il y a aussi des expériences qui reposent sur l'interférence entre photons uniques, mais ce n'est pas le même type de manip'.

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