Actualités de la Physique 2: le photon squeezé entre EINSTEIN et BOHR!

Dans « LA PHYSIQUE DES HORIZONS HUMAINS » je vous ai déjà proposé des «  images » du photon .   C ‘était bien entendu une image sur 2D ( en x , y ) et qui schématisait la théorie classique laquelle exige que la propagation du champ électromagnétique se fasse en 3 D …. C’est pourquoi je vous propose la traduction de cet article qui remet en perspective les propriétés d interférence du photon et rallume les grosses divergences historiques sur la question « onde ou particule  suivant la valeur de la longueur d onde ? » entre EINSTEIN   ( "DIEU NE JOUE PAS AUX DES!")et BOHR !

----"Une équipe internationale de chercheurs a, pour la première fois, cartographié les trajectoires complètes de photons uniques dans l'expérience de Young de la célèbre fente double. Le constat part d’ une première étape importante vers la mesure des variables complémentaires d'un système quantique - ce qui jusqu'à présent a été considérée comme impossible en raison du principe d'incertitude d'Heisenberg.

" Dans l'expérience de la double fente, un faisceau de lumière éclaire un écran en passant d abord à travers deux fentes, ce qui se traduit par une figure d'interférence sur l'écran. . Le paradoxe est que l'on ne pouvait pas dire par quelle fente chaque photon était passé , car toute mesure fausse directement l’empreinte d'interférence sur l'écran. . Or ,"Dans la plupart des sciences, il est possible de regarder ce qu’un système est en train de faire et ainsi, de déterminer son passé ou son futur.. Mais en mécanique quantique, il est considéré comme inconcevable d'envisager du tout le passé "raconte le physicien Aephraim Steinberg du Centre for Quantum Information and Quantum contrôle à l'Université de Toronto, au Canada, lequel a dirigé cette recherche.

. Alors , en utilisant une technique connue sous le nom de "mesure faible", Steinberg et son équipe affirment qu'ils ont réussi à mesurer avec précision la position et l’impulsion de photons uniques dans une expérience avec un interféromètre à deux fentes. . Le travail a été inspiré par un des collègues de Steinberg, Howard Wiseman de l'Université de Griffith, en Australie, qui a proposé en 2007 qu'il soit possible d'effectuer des « mesures faibles » pour déterminer impulsions et positions dans l'expérience de la double fente. Steinberg a été immédiatement fasciné par l hypothèse et a commencé à voir comment cela allait devenir expérimentalement faisable .

"SAVOIR JETER UN COUP D OEIL!

. La théorie de la «mesure faible" fut d'abord proposée en 1988 et développée par le physicien Yakir Aharonov et son groupe à Université de Tel Aviv, en Israël, et a attiré beaucoup d'intérêt ces dernières année. La théorie prétend qu ‘ il est possible de "faiblement" mesurer un système et ainsi acquérir quelques informations sur une seule propriété sans perturber sensiblement l’autre propriété complémentaire   et ainsi atteindre l'évolution future de l'ensemble du système. Bien que l'information obtenue pour chaque mesure soit minimale , grâce à une moyenne de plusieurs mesures on finit par obtenir une estimation précise de la mesure de la propriété sans fausser le résultat final.

". Dans leur expérience, les chercheurs ont envoyé un ensemble de photons uniques a travers un interféromètre à deux fentes et réalisé ainsi une » mesure faible », de manière imprécise , de l'impulsion de chaque photon. Cela a été fait en utilisant un cristal de calcite, qui sert de polariseur. Selon la direction de propagation chaque photon est polarisé différemment et la direction est mesurée en fonction de la position. Ce fut ensuite suivi d'une mesure extrêmement précise de la position finale de l'endroit où chaque photon avait frappé l «écran», lequel dans leur cas, était une caméra. En combinant les positions mesurées avec imprécision en plusieurs points, et l instant déterminé avec une grande précision de l arrivée de la course de chaque photon, ils ont été capables de bien reconstruire le modèle d'écoulement pour l'ensemble des photons.

. "Cette mesure dynamique « faible » ne perturbe sensiblement pas le système, et l interférence reste toujours observable. Les deux types de mesures ont dû être répétés sur un grand ensemble de particules afin d’acquérir suffisamment d'informations pour l'ensemble du système, mais nous n'avons pas perturbé le résultat du tout. "Explique Steinberg. "Nos trajectoires mesurées sont compatibles avec ce que Wiseman avait prédit, avec l'interprétation réaliste, mais aussi avec cette interprétation non conventionnelle de la mécanique quantique de ces penseurs influents qu’ont été David Bohm et Louis de Broglie,"

. Les photons utilisés dans l'expérience ont été émis par un point quantique réalisé en InGaAs refroidi à l'hélium liquide , point qui est pompé optiquement par un laser, spécialement développé à l'Institut National des Standards et de la technologie dans le Colorado, États-Unis. Ce dispositif   émet un seul photon de longueur d'onde de 943 nm.

"ET ALORS …LE PASSE LE PRESENT ET L AVENIR ……

L'expérience de la double fente a fortement influencé le principe de complémentarité proposé par Niels Bohr. Des états de complémentarité que l'observation de variables complémentaires, tels que les trajectoires des particules de type et l’interférence des ondes, comme dans l'expérience des fentes de Young, dépendent du type de mesure effectué et feraient que le système ne peut pas se comporter comme à la fois une particule et une onde simultanément.L ‘ expérience récente de Steinberg suggère que cela ne doit pas être le cas - le système peut en fait se comporter comme les deux a la fois ….( le traducteur ?!!!!)

 "Ainsi s avérerait il possible que   Einstein ou bien Bohr soient heureux ou surpris qu’une telle mesure apparemment impossible ait été faite ? "Eh bien, je ne pense pas que Einstein serait surpris du tout!. Mais en même temps je ne pense pas que ce serait   le mettre plus à l'aise avec la mécanique quantique des systèmes uniques », dit Steinberg, expliquant que Einstein était désireux de mesurer avec précision tous les paramètres d'un système quantique unique, mais que c’était quelque chose que nous n’étions pas capables de réaliser tout de suite.disait il   " Pour Bohr c’est une autre question ... Je doute que ses contemporains, ait même compris exactement ce qu'il voulait dire», dit Steinberg. "Mais peut-être cette mesure ferait de lui [Bohr]un homme un peu plus prudent dans son langage en parlant d’une complémentarité !."

.Cette recherche est publiée dans Science.

A propos de l'auteur

Tushna Commissariat is a reporter for physicsworld.com

Et j’ai placé la figure en grand !