photon unique, états de polarisation du champ E

[un_copain]

Bonsoir
Après avoir rapidement essayé de voir comment fonctionnait l'ellipsométrie et ses applications, je me suis posé une question toute bête (qui ne va pas vous prendre bcp de temps).

En considérant un faisceau lumineux monochromatique, il m'a semblé que les états de polarisation circulaires et ellipsoïdaux ne s'expliquent qu'avec une superposition de 2 ondes ayant une différence de phase.

Cela veut-il dire qu'un photon unique est forcément polarisé linéairement ? (une seule onde EM donc aucune superposition donc polarisation ellipsoïdale impossible ?)
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[Resartus]

Bonjour,
Les photons ont la polarisation du champ dont ils sont le quanton, et toutes les polarisations sont possibles.
Si on choisit une base d'états (soit deux polarisations linéaires perpendiculaires, soit polarisation circulaire droite et gauche*), chaque photon apparaitra comme une superposition de ces deux états de base avec des coefficients (qui peuvent être imaginaires) qui redonnent la polarisation voulue

*pour les interactions dépendant du spin, c'est cette base qui est la plus commode pour les calculs :la polarisation droite correspond à un photon de spin 1, et la gauche à un spin -1.

[un_copain]

je comprends, mais ça m'étonne beaucoup.
et peut être que j'ai une mauvaise conception du phénomène

voici ma vision classique de la génération d'une onde EM (ici via une charge qui accélère, créant ainsi un déformation du champ E, déformation qui se propage à la vitesse de la lumière - c'est l'onde)
phénomène visuel très bien amené dans cette vidéo par exemple
Pour un photon unique, mettons une désexcitation atomique, certes la charge n'accélère pas mais se "téléporte" d'une orbitale à une autre. Mais le champ E est impacté similairement, il y a une perturbation (onde) qui se propage alors.
Pour moi, cette perturbation qui se propage ne modifiera pas sa direction lors de sa propagation (si le champ E est perturbé selon l'axe X, alors impossible que cette perturbation se transmette sur l'axe Y - dans le vide hein, et dans notre cas le vecteur de propagation k serait alors colinéaire à l'axe z)
Ce qui veut dire que la polarisation est linéaire (et je ne visualise pas comment elle pourrait en être autrement).

Qu'en penses-tu ? (ne pas hésiter à me dire si je raconte des bêtises)
J'admets que c'est une vue très classique, mais ça me paraît cohérent, tout de même

Peut-on imaginer des arguments classiques (similaires à me petite vidéo) capables d'expliquer les polarisations non-linéaires pour un photon unique ?

[Resartus]

Bonjour,
Dans 99% des cas, l'approche classique par les champs suffit à expliquer ce qui se passe. Et l'approche par des mouvements de particules chargées est alors excellente.
C'est seulement aux hautes énergies ou pour des champs très faibles qu'un effet quantique va apparaitre. Et la mécanique quantique peut être TRES contreintuitive...
C'est un peu le cas de ton deuxième exemple : un électron qui a un certain spin orbital quantifié, en se désexcitant, va émettre un photon, et ce photon est toujours émis dans un état propre de spin +1 ou -1*, c'est à dire qu'il est toujours à 100% circulaire

*Le spin zero n'est pas possible pour une particule se déplaçant à la vitesse de la lumière

[A voir en vidéo sur Futura]

[un_copain]

je vois, et ça a beaucoup de sens
c'est encore une fois ma manie d'essayer de tout visualiser classiquement alors qu'on parle effectivement d'un photon unique - par définition très loin d'un cas classique.
merci beaucoup