[Fente de Young] Par ou est passé le truc ?

[invite18230371]

Mal lu,
attention le point 2) c'est
"décentrée temporellement"

par rapport au instant de detection du photomultiplicateur au niveau de la frange la plus défléchie
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[Pio2001]

Bonjour StrangQuark,

Ce que je comprends moins bien c'est:
Admettons un état initiale (gestion de l'instant de départ du quanton) de forme gaussienne.

Au premier ordre (mécanique classique) on va mesurer (plein de fois) 2 gaussiennes qui vont se chevaucher au niveau du detecteur. (concernant l'instant d'arrivée).
Ce qui permettrais de donné plus de poids à la probabilité d'être passé d'un coté plutôt que l'autre.

Est-ce ce qui se passe ? (raison de la perte de contraste pour les franges très défléchie ?)
Ou on mesure finalement une gaussienne pure au niveau du détecteur ?

La largeur de ces "gaussiennes", ou paquets d'onde, peut être choisie au niveau de la source lumineuse. Elles dépendent de la pureté monochromatique de la source de lumière. Pour un laser parfaitement monochromatique, les gaussiennes sont très larges et se chevauchent complètement. Lorsqu'on se trouve au maximum de détection, on est en plein dans les deux gaussiennes.
Et on peut aussi générer des gaussiennes très fines, de sorte qu'elles arrivent distinctement sur l'écran. D'abord le paquet issu da la fente A, ensuite le paquet issu de la fente B. Mais cela implique de briser le caractère monochromatique de la lumière.
C'est une relation fondamentale valable pour chaque photon. En fait, c'est l'une des versions du principe de Heisenberg, appliqué à l'énergie et au temps : plus l'instant de départ d'un photon est précis, moins son énergie est précise. Combiné à la relation de de Broglie qui dit que l'énergie d'un photon est proportionnelle à sa fréquence, ça veut dire que sa fréquence est également moins précise... au point de faire disparaître les franges.

3) Question
C'est aussi pourquoi j'aimerais connaitre l'incertitude sur la mesure de la vitesse d'un photon unique.

Eh bien du coup, on peut la contraindre librement en modifiant la source de lumière. Il y a des sources lumineuses à instant d'émission super précis, et des sources lumineuses à instant d'émission "flou". Ce sont ces dernières qui donnent les franges d'interférence les plus nettes.

1) Question
Ici je pensais simplement à la figure suivante:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fentes...s_lumineux.jpg
Si on détecte sur la droite c'est qu'il est probablement passé par la droite (avec perte de contraste au fur et mesure de la certitude) ?

Tu veux dire en haut / en bas ? Je crois qu'il y a erreur sur la légende de l'image. Je ne saisis pas très bien, mais je pense que les lignes noires ne sont pas les trajets des rayons lumineux, mais un diagramme de densité de probabilité : plus les lignes sont rapprochées, plus la probabilité de présence du photon est élevée, plus les lignes sont éloignées, plus la probabilité de présence du photon est basse. Corrigez-moi si je me trompe.

[invite18230371]

Merci Pio de prendre du temps;

Pour un laser parfaitement monochromatique, les gaussiennes sont très larges et se chevauchent complètement.

Pas besoin de demander à Heisenberg, Fourier suffit largement... Sauf si j'ai raté qqchose ?
Donc ce qui se passe, si je comprends ton commentaire, c'est que l'incertitude sur l'énergie du quanton (du à la source très précise temporellement) fait que je peux pas savoir la figure d'interférence (position de la frange).

Mais je peux mettre un filtre narrow-band devant mon photo-multiplicateur pour mesurer seulement les photons qui m'interessent ?

Corrigez-moi si je me trompe.

C'est simplement les lignes qui sont tangeante au vecteur de Pointing... (corrigez-moi si je me trompe)

[invite18230371]

Mais je peux mettre un filtre narrow-band devant mon photo-multiplicateur pour mesurer seulement les photons qui m'interessent ?

Filtre qui fera exploser l'incertitude temporelle...

ok ok...

[invite18230371]

Maintenant qu'on se comprends, vous commentaire affutés si possible...


1) Question:
Si on veut garder la notion de trajectoire pour les "trucs" pourquoi les lignes de flux d'energie ne répondent pas à la question ?
Pourquoi n'a-t-on pas le droit de dire que si je détecte un truc sur la gauche de l'écran c'est par ce qu'il est forcément passé par la fente gauche ?

2) Expérience possible ?
N'est-il pas possible expérimentalement d'imaginer une expérience de fente de young à quanton unique.
Avec une bonne maitrise de l'instant d'émission.
Avec une bonne maitrise de l'instant de reception.
Et donc avec une bonne maitrise du chemin parcouru.
Et donc avec une bonne connaissance de par ou est passé le quanton ?

3) Question
A qu'elle précision a-t-on mesurer la vitesse d'un photon unique ?

[Pio2001]

Pourquoi n'a-t-on pas le droit de dire que si je détecte un truc sur la gauche de l'écran c'est par ce qu'il est forcément passé par la fente gauche ?

Parce que la fente de droite mène aussi vers le côté gauche de l'écran, par diffraction.

2) Expérience possible ?
N'est-il pas possible expérimentalement d'imaginer une expérience de fente de young à quanton unique.

Avec une bonne maitrise de l'instant d'émission.
Avec une bonne maitrise de l'instant de reception.
Et donc avec une bonne maitrise du chemin parcouru.
Et donc avec une bonne connaissance de par ou est passé le quanton ?

Oui, c'est même très simple, il suffit d'écarter suffisamment les fentes l'une de l'autre. Plusieurs kilomètres si nécessaire.
Evidemment, si les fentes sont trop écartées... pas d'interférence visible.

[Pio2001]

Si on veut garder la notion de trajectoire pour les "trucs" pourquoi les lignes de flux d'energie ne répondent pas à la question ?

Parce qu'en mécanique quantique, la notion classique de trajectoire n'existe pas.
Ce qui s'en approche le plus serait une série de mesures de position, mais en mécanique quantique, toute mesure modifie l'état du système.

[invite18230371]

Mes questions sont si basiques que j'ai du mal à croire votre prudence.

En revanche ici:

Ce qui s'en approche le plus serait une série de mesures de position, mais en mécanique quantique, toute mesure modifie l'état du système.

Donc on est d'accord pour dire que l'incertitude sur la vitesse du quanton dépends du contexte ou pas ?


Si je fais la mesure en espace libre, puis avec une fente dans le trajet, puis avec 2 fentes...
Je vais mesurer des incertitudes différente.

Vais-je être obliger de faire des simus moi-même ?

[invite18230371]

Parce qu'en mécanique quantique, la notion classique de trajectoire n'existe pas.

Bien expliqué depuis 1930.

Le quanton n'a pas de trajectoire.
Je parle de gaussienne de connaissance d'émission et de détection.
Ensuite c'est tic et tac.
C'est assez quantique non ?

Bref, je ferais mes simus tous seul, ça fera surement mon papier pour 2020

[invite18230371]

Je suis au courant, mais merci de respecter les conditions de mon expérience

[invite18230371]

Alain Aspect serait probablement entousiasmé par mes reflexions.
Plutot que de servir des bétises/trivialité de Copenhaguein.

[invite18230371]

On a des émetteurs et capteurs (CCD) de photons uniques de très bonne qualité maintenant. Donc la meilleure mesure est de l'ordre de celle déjà connue : 9 chiffres significatifs. C'est TRES précis.

???
299 792 458 m/s

9 chiffre significatif.

Donc +- 1 m/s pour l'incertitude sur la vitesse du quanton c'est ça ?

[DidierGr]

L'onde se propage, elle interfère en sortie des fentes mais à l'instant de la détection (c'est là le Grand Mystère), la fonction d'onde s'effondre et on n'observe qu'un impact localisé.

Je ne sais pas si l'onde s'effondre effectivement mais à l'endroit de l'impact elle est "obligée" de fournir son quantum d'énergie pour interagir avec la cible et donc pour un photon unique, le "reste" de l'onde est sans énergie donc disparaît (indétectable, diluée dans l'énergie du vide, ... ), le système est inséparable.
Les interférences vont rendre certaines zones plus probables que d'autres.

Si on prend l'exemple d'un photon unique issu d'une source unique et qui se propage dans le vide selon une onde sphérique, cette onde sphérique est un système inséparable et non-local dans notre espace-temps, il y a équiprobabilité qu'il interfère dans une zone quelconque de l'univers mais finalement, si une cible le détecte ponctuellement, c'est qu'il a interagit sur la cible à ce point précis et nul part ailleurs (réduction de la fonction d'onde en MQ ou pas, s'il interfère, le photon disparaît au profit de l'interaction avec la cible matérialisée par un impact).

[Gilgamesh]

D'accord avec tout ça.

[Deedee81]

Salut,

Donc +- 1 m/s pour l'incertitude sur la vitesse du quanton c'est ça ?

C'est ça.

C'est fou la précision à laquelle on arrive à notre époque. On a été jusqu'à mesurer la vitesse des particules traversant une barrière par effet tunnel
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Hartman

[Pio2001]

Donc on est d'accord pour dire que l'incertitude sur la vitesse du quanton dépends du contexte ou pas ?

Non, la vitesse n'est pas une observable. La quantité de mouvement, oui. Les instants de départ et d'arrivée, oui, mais il n'y a pas d'incertitude sur la vitesse. Elle est strictement égale à la vitesse de la lumière.

Si je fais la mesure en espace libre, puis avec une fente dans le trajet, puis avec 2 fentes...
Je vais mesurer des incertitudes différente.

Non, l'incertitude sur les instants de départ et d'arrivée ne dépend pas de la présence d'un écran. Elle dépend de la largeur de bande de la source de lumière.

Vais-je être obliger de faire des simus moi-même ?

C'est clair que ce n'est pas nous qui allons les faire
Ce forum est un lieu d'échange. Pas un lieu où l'on vient demander aux autres de faire son boulot.

Alain Aspect serait probablement entousiasmé par mes reflexions.
Plutot que de servir des bétises/trivialité de Copenhaguein.

C'est sss'là, oui !

[Deedee81]

Zut, j'annule les commentaires que je faisais. Tu ne répondais pas à la même chose que moi et je me suis rendu compte que j'étais totalement à coté de la plaque. Mais ça, ça reste :

C'est sss'là, oui !

[invite18230371]

C'est fou la précision à laquelle on arrive à notre époque. On a été jusqu'à mesurer la vitesse des particules traversant une barrière par effet tunnel

Tu penses à ça ?
https://homepage.univie.ac.at/markus..._Steinberg.pdf
C'est tout à fait le type de montage que j'imagine pour mesurer la vitesse du photon le plus défléchie.

Ce qui me semble certain c'est que la vitesse du photon dépends bien des chemins possibles pour ce dernier (du contexte, de l'expérience, de la présence de 2 fentes plutot qu'une)...

Non, la vitesse n'est pas une observable. La quantité de mouvement, oui. Les instants de départ et d'arrivée, oui, mais il n'y a pas d'incertitude sur la vitesse. Elle est strictement égale à la vitesse de la lumière.

Tous ce dont j'ai besoin c'est effectivement, Les instants de départ et d'arrivée.
si j'agrandis la distance entre fente et détecteur je vais bien retomber sur c.
Ce qui m'interesse c'est justement les instant de détection.
Si le photon est détecter plus tôt que le barycentre c'est qu'il est probablement passé par la fente la plus proche.

[obi76]

Ce qui me semble certain c'est que la vitesse du photon dépends

Depuis quand la vitesse du photon dépend de quelque chose [dans le vide] ?

[invite18230371]

Depuis quand la vitesse du photon dépend de quelque chose [dans le vide] ?

Je devrait plutot dire l'incertitude sur la vitesse du photon.

Dans le vide en ligne droite on aura c +- incertitude intrinsèque.
Si on mets 2 fentes sur le parcours l'incertitude va augmentée.

[invite18230371]

C'est par ce que l'intégrale des chemins dans le cas avec 2 fentes va créer une zone de confusion plus large qu'en espace libre.
Notamment pour les photons les plus défléchies.

[invite18230371]

C'est sss'là, oui !

Venant de quelqu'un qui pense que la vitesse d'un photon c'est c
Je rigole bien.

Elle est strictement égale à la vitesse de la lumière.

lol,
Tu vas devoir revoir ton jugement, j'ai bien avancé dans mes simus...

[invite18230371]

Ici pour savoir si ma source est bien réglée...


4-5 cycle dans la gaussienne c'est faiseable en terme de source à photon unique précise ?
Ou il m'en faut plus ?

(les unités on pas tellement d'intêret mais pour les curieux c'est effectivement à 2GHz... Mais on peut transposer aux sources optique, ce qui m'interesse c'est le nombre de cycle dans les meilleurs "temporellement parlant" source optique de photon unique)

[Garion]

Mmmh je vois l'idée maintenant. Tu veux dire qu'en calculant le temps d'arrivée et en faisant en sorte par exemple qu'en passant par la fente A le photon ait disons un trajet plus long que par la fente B, on pourrait déterminer quel est le chemin emprunté ? Je ne sais pas si l'expérience a été tenté, je pense que oui mais je ne suis pas sûr. Ce dont je suis sûr c'est que si l'analyse du temps de vol permet de déterminer le chemin alors ça détruira la figure d'interférence. Je te l'affirme en gras parce que des expérience bien plus dingue ont été tentée et la conclusion invariable : si on connait le chemin, pas d'interférence. Si on fait en sorte que cette information disparaisse du dispositif, les figures réapparaissent *même si on fait disparaître cette information après que le photon ait atteint l'écran*.

Bonjour Gilgamesh, j'ai vraiment du mal avec ça.
Si je prend au mot ce que tu dis, cela voudrai dire que si j'ai un système qui envoie les photons un par un, et qu'après être passé par les fentes ils arrivent sur un capteur qui est connecté à la source et qui mesure le temps entre l'émission et la réception pour déterminer la distance parcourue et donc la bonne fente, je n'aurai pas d'interférence. Mais si je débranche le fil entre l'émetteur le capteur j'aurai les interférences alors que je n'ai rien changé sur le le trajet des photons.
Cela ne me semble pas compatible avec la théorie de Copenhague. Il n'y a aucun dispositif supplémentaire qui puisse provoquer une décohérence sur le trajet du photon.
J'ai déjà lu ça de nombreuses fois, mais j'ai du mal à y croire car cela fera intervenir la conscience humaine et je ne vois pas en quoi elle pourrait changer quoi que soit dans l'histoire.
Faut m'aider là...

[Garion]

Et je vais même plus loin il y a le fil et personne ne regarde le résultat, on a les franges ?

[Garion]

Encore plus loin, on ne regarde pas le temps mis par le trajet du photon en instantané, mais on se dit qu'on regardera dans 10 ans, on regarde en revanche toutes les franges. Les résultats des durées sont stockés sur un disque dur et 10 ans plus tard, on vérifie certaines mesures mais pas d'autres, puis on efface le disque. Ça veut dire que les échantillons qu'on regarde 10 ans plus tard correspondent à des observations sans franges et les autres ont eu des franges 10 ans plus tôt ?
On remonte le temps là, non ?

[Pio2001]

Bonjour Garion,

Mais si je débranche le fil entre l'émetteur le capteur j'aurai les interférences alors que je n'ai rien changé sur le le trajet des photons.
Cela ne me semble pas compatible avec la théorie de Copenhague.

Si, tu as changé quelque chose : le fil sert à mesurer l'instant d'arrivée ET l'instant de départ des photons. Cette mesure sur l'instant de départ détruit l'état quantique dès l'émission du photon. Les photons acquièrent alors, du fait même qu'on l'a mesuré, un instant de départ précis, et ne sont donc plus dans l'état de superposition nécessaire pour faire apparaître des franges.

[obi76]

Venant de quelqu'un qui pense que la vitesse d'un photon c'est c
Je rigole bien.


lol,
Tu vas devoir revoir ton jugement, j'ai bien avancé dans mes simus...

On attend votre publi de 2020...

[invite18230371]

Pio (et il n'est pas le seul), dit que le photon se déplace à c !!!
C'est faux, c'est une vision semi-classique de l'electromagnétisme.

Ce type d'interprétation permettrait de déterminer la fente par laquelle est passé le quanton comme je l'ai présenté.

Il est plus sain de considérer que la vitesse du photon est incertaine et d'incertitude dépendant des chemins possibles dans l'expérience.

Autre exemple:

On remplace les fentes de young par une série de fente (réseau).
L'incertitude de détection temporel va exploser.
Et on mesure un photon dans les temps long...

Interprétation:
-Soit on fait l'hypothèse de la vitesse c pour le photon, on peut dire a qu'il a parcouru un grand chemin (passé par le haut du réseau). -> vision semi-classique
-Soit une rejette cette idée (c'est la vision quantique, pas de trajectoire, ni de vitesse pour les quantons) est le photon est simplement particulièrement lent pour traverser le dispositif expérimental.

Merci pour les participants qui m'ont permis de clarifier tous cela.

On attend votre publi de 2020...

Pour ceux qui veulent garder les photons comme des bibilles qui se déplace à c, je ne peux rien, désolé.
Pas besoin faire de papier ce que je dis est bien connue des physiciens compétents.

[obi76]

Je dis ça parce que c'est vous qui parliez de papier, et vous affirmez des choses sans preuves. Donc on attend le papier, c'est tout. Sinon c'est hors charte.

Après si vous voulez essayer de faire dans le quantique, la vitesse de phase est toujours de c (constante), et le d'Alembertien fait bien intervenir c, en tant que constante.

Je pense que tous les physiciens compétents vous le confirmeront.