Les physiciens du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont réussi à créer une variante de la célèbre expérience de Young avec des photons. Ils ont pour cela employé des atomes froids de rubidium piégés dans un réseau optique modulable. Bien que des figures d'interférences avec des atomes, et même des molécules de fullerènes comportant des dizaines d'atomes, aient déjà été observées, l'expérience comporte quelques variantes originales. Les chercheurs pensent pouvoir effectuer des calculs quantiques avec les atomes neutres manipulés dans le réseau optique et ainsi explorer des voies menant vers des ordinateurs quantiques. Cela vous intéressera aussi Dans la forme exacte de la mécanique ondulatoire de De Broglie, celle de Schrödinger, il n'y a pas à proprement parler d'ondes de matière dans l' espace-temps mais plutôt dans l'espace de phase d'un système mécanique. Rappelons que l'espace de phase d'un système de N particules est un espace à 6N dimensions, 3N pour les positions et 3N pour les quantités de mouvement.
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Interference Avec Des Atomes Froids 2
p = k (1. 25)
Cette équation se traduit aussi par une relation (cette fois scalaire) entre
impulsion et longueur d'onde λ, la longueur de de Broglie
p = h
λ (1. 26)
L'hypothèse de de Broglie est que les relations (1. 25) et (1. 26) sont valables
pour toutes les particules. Selon cette hypothèse, une particule d'impulsion
ppossède des propriétés ondulatoires caractéristiques d'une longueur d'onde
λ = h/p. Si v c, on utilisera p = mv, et sinon la formule générale (1. 7),
sauf bien sûr pour m = 0, où p = E/c. Si cette hypothèse est correcte, on doit
pouvoir observer avec des particules des propriétés caractéristiques des ondes
comme les interférences et la diffraction. 1. 4. 2 Diffraction et interférences avec des neutrons froids
Depuis les années 1980, les techniques expérimentales modernes
per-mettent de vérifier les propriétés d'interférences et de diffraction de particules
dans des expériences dont le principe est simple et dont l'interprétation est
directe. Ces expériences ont été réalisées avec des photons, des électrons, des
atomes, des molécules et des neutrons.
Interférences Avec Des Atomes Froid Et Climatisation
Par contre, la gravitation continue de s'exercer après les fentes. Comment évolue la quantité de mouvement associée aux atomes de Néon entre la double fente et l'écran? parer qualitativement la longueur d'onde associée aux atomes de Néon au niveau de la double fente et au niveau de l'écran. 2. À quelle longueur d'onde aurait-on dû comparer la longueur d'onde obtenue expérimentalement? Annexe
Détermination de l'interfrange
Interference Avec Des Atomes Froids Le
Nous avons choisi, un peu
arbitrai-rement, d'exposer les expériences réalisées avec des neutrons, qui nous ont
semblé particulièrement élégantes et éclairantes. Les expériences de
diffrac-tion de neutrons par des cristaux sont classiques depuis plus de cinquante ans
(exercice 1. 6. 4), mais l'idée est ici de réaliser des expériences avec des
dispo-sitifs macroscopiques, des fentes visibles à l'œil nu, et non d'utiliser un réseau
dont le pas est de quelques Å. Les expériences ont été réalisées dans les années 1980 par un groupe
d'Inns-bruck auprès du réacteur nucléaire de recherche de l'Institut Laue-Langevin
à Grenoble. Les neutrons de masse m n sont produits par la fission d'atomes
d'uranium 235 dans le cœur du réacteur, et sont ensuite guidés vers les
expé-riences. En ordre de grandeur, leur énergie cinétique est k B T, où T ∼ 300K
est la température ambiante: on appelle ces neutrons des neutrons
ther-miques dont l'énergie cinétique ∼k B T 1/40eV pour T = 300K. L'impul-sion p = √
2m n k B T correspond à une vitesse v = p/m n d'environ 1 000 m. s − 1
et d'après (1.
Interference Avec Des Atomes Froids Et
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Le compteur est déplacé suivant l'écran
en S 5, et compte le nombre de neutrons arrivant dans le voisinage de S 5. Dans l'expérience de diffraction, la fente S 4 a une largeur a = 93 μm, ce
qui donne une dimension angulaire de la tache de diffraction de
θ = λ
a ∼ 2 × 10 − 5 radian
et sur l'écran situé à D = 5m de la fente une dimension linéaire de l'ordre
de 100 μm. Il est possible de faire un calcul précis de la figure de diffraction
en tenant compte par exemple de la dispersion des longueurs d'onde autour
de la longueur d'onde moyenne de 20 Å. Le résultat théorique est en accord
remarquable avec l'expérience (figure 1. 8). Dans l'expérience d'interférences, deux fentes de21 μm ont leurs centres
espacés de d = 125 μm. L'interfrange sur l'écran vaut
i = λD
d = 80 μm
28. Le deutérium est choisi de préférence à l'hydrogène, qui a l'inconvénient d'absorber
les neutrons dans la réaction n + p → 2 H + γ; c'est pourquoi dans un réacteur nucléaire
l'eau lourde est un meilleur modérateur que l'eau ordinaire: exercice 15.
Accueil / Santé / Genouillères / Genouillère à ressort en silicone. Protecteur des genoux
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