Bonjour a tous,
La lumière peut avoir 3 types de polarisation: rectiligne, elliptique, circulaire.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Polarisation_(optique)
Est -ce qu'il en est de même pour un photon individuel ?
Ou est-ce l'interaction des photons tous émis avec une polarisation particulière mais dans des directions aléatoires, qui crée ces différentes polarisations du flux lumineux ?
Par avance merci de vos éclaircissements
Bonjour,Envoyé par Amator
Un photon possède un spin +1 ou -1, il y a donc toujours une polarisation circulaire.
Les autres polarisations sont le résultat d'un ensemble de photons.
Comprendre c'est être capable de faire.
bjr, #phys4 t'es sur qu'il peut y avoir que 2 états possible ?! En effet je me dit que la superposition quantique pourrait aussi être envisagée, non ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...tion_quantique
2 états propres si vous préférez. On ne va pas commencer à jouer sur les mots, sinon on ne va pas s'en sortir.
A partir du moment où on parle de spin on est censé être familier avec les bases (*).
(*) jeu de mots en bonus
Dernière modification par albanxiii ; 29/12/2019 à 07h16.
Not only is it not right, it's not even wrong!
Parfait, merci !
https://fr.wikipedia.org/wiki/Photon#Spin
Bonjour,
Le diable est dans ce genre de détails...
Peut-on mesurer la polarisation d'un photon sans l'influencer : la polarisation du photon est-elle la même avant et après son passage dans un détecteur ?
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Salut,
Pour les états de spins on prend presque toujours des états de base correspondant à une polarisation circulaire. J'ai encore vu le cas ce matin dans un article sur la quantification du champ de Dirac. Mais rien n'empêche de choisir une autre base, correspondant par exemple à des états de polarisation linéaire (on passe de l'une à l'autre par une opération de type |a>+i|b>). C'est rare mais je l'ai déjà vu.
Notons que si on prend une impulsion laser, celle-ci est constitué d'un ensemble de photons tous dans le même état (enfin, en pratique, pas tout à fait, il y a toujours une légère dispersion... ou pire dans les lasers multimodes). Et si le faisceau est polarisé les photons sont tous dans l'état de spin correspondant.
Note que ce que je dis n'a rien d'extraordinaire dans la mesure où on passe classiquement des polarisations linéaires et circulaires exactement de la même manière, avec la même combinaison (du type a+ib). Ce qui explique qu'il n'y a que deux états indépendant de spin/polarisation et cela correspond au fait que les ondes électromagnétiques sont transverses (il n'y a pas d'état de spin longitudinal ou scalaire, c'est une conséquence de la relativité, assez casse bonbon dans la formulation quantique d'ailleurs).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ne pas oublier que la notion d'état propre dépend du dispositif de mesure utilisé. (Du point de vue mathématique, les notions d'état propre et de base propre sont liées à une observable.)
Le point de Phys4 est correct dans la mesure (sic) où les interactions (mesures) connues pour un photon "seul" sont toujours (et il me semble qu'il n'y a pas d'exception, mais le message précédent laisse qu'il y en a ; lesquelles ?) avec un échange de moment cinétique correspondant aux polarisations circulaires. Du coup les autres polarisations apparaissent (presque) seulement lors de mesures statistiques, concernant un ensemble. Il y a plein d'états dit "superposés" pour lesquels on ne connaît pas de dispositif de mesure les sélectionnant, et le choix d'une base avec de tels états est certes une possibilité ouverte par les maths, mais d'un intérêt pratique à discuter.
Autre point, le photon sortant d'un polarisateur n'est pas "le même" que le photon incident. Ce qui rend caduque la question si un photon en traversant un a changé de polarisation ou non !
Dernière modification par Amanuensis ; 29/12/2019 à 17h06.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
hello, merci de ta réponse :mais chépa j'ai un doute sur ton argument final car d'après mes recherches wikipédesque le spin du photon est de ... (tadam) : 1 (ya pas de -1 dans l'histoire !) :O
Puisque ya qu'une valeur unique, ça pourrait expliquer l'impossibilité d'une superposition que j'évoquais soit en PLS. Bah ouii pour superposer faut au minimum avoir deux truc sous la main, si t'en n'as qu'un ... c mort :/
En revanche j'ai trouver toujours sur wikiped une autre propriétée qui s'apelle : "helicité du spin", et elle ouii elle peut bien prendre deux valeurs comme évoqué par le msg #2 , ici il en parle https://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A...es_particules)
Du coup vous parler du spin ou de l'hélicité du spin ? Ou est ce que les physiciens ne font pas la distinction car elle n'est pas pertinente .. Aucune idée car la physique c pas mon univers du quotidien
Quelle affirmation étrange. Comment décrirais-tu un photon unique polarisé circulairement, après passage dans une lame retard demi-onde?
Cough cough. Disons une lame quart d’onde.
Le mélange d'états est permis en mécanique quantique.Cough cough. Disons une lame quart d’onde.
Le photon est toujours émis ou capté avec un état de polarisation +/- 1, mais le passage dans un polarisateur peut lui donner un état mélangé avec un déphasage déterminé entre les deux états, ce déphasage varie la direction de polarisation.
Tout se passe comme si le polarisateur couplait les photons deux par deux, en bloquant leur déphasage. Mais la mécanique quantique est plus subtile que cela.
Comprendre c'est être capable de faire.
Bonjour,
Tout objet a un nombre quantique de spin S (entier pour les bosons, demi entier pour les fermions)mais chépa j'ai un doute sur ton argument final car d'après mes recherches wikipédesque le spin du photon est de ... (tadam) : 1 (ya pas de -1 dans l'histoire !) :O
Puisque ya qu'une valeur unique, ça pourrait expliquer l'impossibilité d'une superposition que j'évoquais soit en PLS. Bah ouii pour superposer faut au minimum avoir deux truc sous la main, si t'en n'as qu'un ... c mort :/
En revanche j'ai trouver toujours sur wikiped une autre propriétée qui s'apelle : "helicité du spin", et elle ouii elle peut bien prendre deux valeurs comme évoqué par le msg #2 , ici il en parle https://fr.wikipedia.org/wiki/H%C3%A...es_particules)
Et le moment magnétique de spin Ms dans une direction quelconque est quantifié, et peut normalement prendre toutes les valeurs entières (pour un boson) ou demi entières (pour un fermion), entre -S et +S.
Malheureusement pour les débutants comme vous, c'est un abus de langage fréquent que d'appeler spin tout court soit l'un soit l'autre de ces deux nombres, et parfois dans la même phrase. C'est le contexte qui permet de savoir de quoi on parle
Le nombre quantique de spin du photon est 1 : le moment magnétique dans la direction du déplacement (qu'on appele aussi hélicité) devrait donc pouvoir prendre les valeurs -1, 0 ou 1. Mais un objet qui se déplace à la vitesse de la lumière ne peut pas avoir un moment nul dans cette direction, et cela ne laisse comme états propres que -1 et +1...
Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
Et en poussant les recherches j'ai trouvais un msg ici ou le gars (Karibou Blanc) explique que le photon n'a pas de spin, càd que le spin du photon n'existe pas :O
https://forums.futura-sciences.com/p...in-photon.html
toussa est confusant du coup !
Dernière modification par mizambal ; 30/12/2019 à 11h12.
Je me pose une question quand je lis ce genre de fil de discussion. Faut-il à chaque question ré-énoncer les postulats de base de la mécanique quantique et expliquer ce qu'est un état propre, une mesure, etc.? Cela a-t-il un sens, ou bien faut-il renvoyer le lecteur vers des références connues et accessibles?
Le problème avec la mécanique quantique est que vous allez alors renvoyer le lecteur soit vers de gros traités de l'ordre du millier de pages dont le but est de former des praticiens maîtrisant tous les trucs de calcul, soit vers des ouvrages de vulgarisation qui mettront l'accent sur les bizarreries apparentes et sensationnelles mais qui n'expliquent pas les bases. Entre les deux, il y a bien le "Minimum Théorique" de Leonard Susskind et Art Friedmann (titre emprunté à Laundau, qui toutefois ne plaçait pas du tout le "minimum" au même niveau). Mais pour le lire il faut tout de même quelques notions de maths. Notions que je connaissais en sortant du lycée en 1975 (nombres complexes, algèbre linéaire, matrices, dérivées, intégrale de Riemann...), mais ce n'est plus le cas d'après ce que je vois chez mes enfants.
Pour le photon, il y a une difficulté supplémentaire. Pour comprendre ses états de spin il faut les envisager dans le cadre des représentations du groupe de Poincaré. A moins de trouver un truc pour passer à SU(2) quelque part... C'est ce qui explique, je crois, la confusion exprimée par mizambal. A mon avis dans un premier temps pensez qu'il a bien un spin avec deux états de base.
Dernière modification par ThM55 ; 30/12/2019 à 11h18.
...et donc, comment est-ce que tu décrirais l'état de ce photon? Moi j’appelle ca un photon de polarisation linéaire, mais tu sembles penser que ça n'existe pas. Alors il fait quoi le photon unique dans cette situation, à part être subtile?
Bonjour,
Parfait exemple des difficultés d'explication de la meca Q dont parlait ThM55...
Pour faire court : en théorie quantique des champs, le champ peut avoir toutes les propriétés qu'on veut, mais le photon n'existe que si on le mesure. Et si on mesure son hélicité, on trouvera seulement +1 ou -1*. Si le champ est polarisé linéairement, les photons mesurés seront fifty/fifty
*Par exemple la capture par un atome, dont l'état excité dépendra de l'hélicité du "photon" incident
Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
Bonjour,
Non, on peut avoir des photons rigoureusement uniques de n'importe quelle polarisation. On peut par exemple les générer avec des atomes ayant des transitions polarisées linéairement.Un photon possède un spin +1 ou -1, il y a donc toujours une polarisation circulaire.
Les autres polarisations sont le résultat d'un ensemble de photons.
On peut mesurer la polarisation d'un photon sans le détruire, pas sans l'influencer. Après la mesure, la polarisation du photon sera dans l'un ou l'autre des états propres de ton dispositif de mesure (qui peut être par ex un atome dans une cavité)Peut-on mesurer la polarisation d'un photon sans l'influencer : la polarisation du photon est-elle la même avant et après son passage dans un détecteur ?
... sauf dans un champ magnétique (les états propres sont up/down donc c'est la base naturelle)Pour les états de spins on prend presque toujours des états de base correspondant à une polarisation circulaire
Exactement (voir point 2)Ne pas oublier que la notion d'état propre dépend du dispositif de mesure utilisé. (Du point de vue mathématique, les notions d'état propre et de base propre sont liées à une observable.)
Non il y a plein d'exceptions. Les transitions atomiques ayant des règles de sélection linéaires sont foison.Le point de Phys4 est correct dans la mesure (sic) où les interactions (mesures) connues pour un photon "seul" sont toujours (et il me semble qu'il n'y a pas d'exception, mais le message précédent laisse qu'il y en a ; lesquelles ?) avec un échange de moment cinétique correspondant aux polarisations circulaires.
Pour les photons, il est très facile de les faire tourner d'une base à l'autre, avec des lames quart-d'onde, demi-onde.Du coup les autres polarisations apparaissent (presque) seulement lors de mesures statistiques, concernant un ensemble. Il y a plein d'états dit "superposés" pour lesquels on ne connaît pas de dispositif de mesure les sélectionnant, et le choix d'une base avec de tels états est certes une possibilité ouverte par les maths, mais d'un intérêt pratique à discuter.
Bah si, les photons qui sortent sont les "mêmes" - sauf qu'on en perd 50% -, et les 50% restant sont projetés dans la base du polariseurs. Tous leurs autres degrés de liberté restent identiques (fréquence, enveloppe temporelle, mode spatial etc.)Autre point, le photon sortant d'un polarisateur n'est pas "le même" que le photon incident. Ce qui rend caduque la question si un photon en traversant un a changé de polarisation ou non !
Exactement....et donc, comment est-ce que tu décrirais l'état de ce photon? Moi j’appelle ca un photon de polarisation linéaire, mais tu sembles penser que ça n'existe pas. Alors il fait quoi le photon unique dans cette situation, à part être subtile?
Bienvenue sur le forum
Merci
Beaucoup de discussions intéressantes par ici !
Dans la lame quart d'onde, donc dans un milieu autre que le vide, ça n'a pas de sens de parler de photon unique. Un "photon" dans le milieu diélectrique qu'est la lame quart d'onde est au mieux un polariton, quasi-particule resultant du couplage entre photon et charges liées du diélectrique.
C'est ce couplage qui peut faire changer la polarisation.
Un photon unique, dans le vide, a ses propriétés (fréquence, polarisation, vecteur d'onde) qui ne changent pas. Il faut une interaction avec de la matière quelconque (milieu matériel d'une lame, détecteur, de manière ultime un atome unique) pour espérer changer les propriétés de ce photon.
J’essaierai d’y penser la prochaine fois que j’allumerais la lumière ailleurs que dans le vide.
Salut,
Quelle discussion sur une "bête" histoire de superposition d'états
Quelle horreur, mieux vaut avoir un masque respiratoire pour allumer la lumière dans le vide !!!!!!
Bonne fête les amis
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Et pour l'allumer "ailleurs que dans le vide", j'en met deux au cas où. Bonne fin d'année à toi
