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Connaissez vous cette experience ? l'une des fondatrices de la mecanique quantique ... un petite video expliquative 
Fentes de Young
Les fentes de Young sont l'objet d'une expérience de physique réalisée en 1801 par Thomas Young qui consiste à diriger de la lumière sur deux petit trous (ou fentes). La lumière est ensuite récupérée sur un écran. On y observe un motif de diffraction et d'interférences, c'est-à-dire que certains endroits sur l'écran sont totalement sombres, et d'autres sont très lumineux.
Cette expérience permet alors de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière. Elle a été également réalisée avec de la de matière, comme les électrons, neutrons, atomes, molécules, avec lesquels ont observe aussi des interférences. Cela illustre la dualité onde-particule : les interférences montrent que la matière présente un comportement ondulatoire, mais la façon dont ils sont détectés (impact sur un écran) montre leur comportement particulaire.
Or au même moment, en 1961, Claus Jönsson à Tübingen réalisait une expérience où un fil d'araignée métallisé séparant un faisceau d'électrons en deux, produisait des interférences. En 1989, Tonomura et al. ont réalisé une expérience similaire aux fentes de Young (biprisme à électrons) en envoyant un électron à la fois. Ils ont observé la figure d'interférence prédite par la théorie.
l'Experience :
Interprétation quantique du phénomène
L'expérience originelle de Thomas Young pouvait être interprétée de manière « classique » (voir ci-dessus), en utilisant les simples lois de Fresnel, et mettait en évidence le caractère ondulatoire de la lumière.
L'expérience de Young a par la suite été raffinée, notamment faisant en sorte que la source S émette un quantum à la fois. Par exemple, on peut à l'heure actuelle émettre des photons ou des électrons un par un. Ceux-ci sont détectés un par un sur l'écran placé après les fentes d'Young : on observe alors que ces impacts forment petit à petit la figure d'interférences. Selon des lois classiques concernant les trajectoires de ces corpuscules, il est impossible d'interpréter ce phénomène.
L'interprétation quantique du phénomène est la suivante : le quantum émis prend un état superposé lors du franchissement de la plaque : |quantum passe par S1> + |quantum passe par S2> (voir Notation bra-ket). De la fonction d'onde résultante, on peut déterminer pour chaque point de la plaque la probabilité que le quantum y soit détecté. On peut démontrer que la distribution des probabilités suit la figure d'interférence. Autrement dit, le quantum passerait par les deux fentes à la fois, et interfèrerait avec lui-même.
Cette figure montre l'évolution de la fonction d'onde d'un électron au passage des deux fentes. Les niveaux de gris représentent la densité de probabilité de présence de l'électron. La taille réelle de l'électron est en fait bien plus petite que sa zone de probabilité de présence (en forme de cercle) initiale. On voit nettement que l'électron "interfère avec lui-même": les franges d'interférences sont bien visibles au sortir des deux fentes (l'électron possède aussi une certaine probabilité de "rebondir" et de former également une figure d'interférence vers l'arrière).
Destruction de la figure d'interférence. Problème de la mesure
L'interprétation quantique de l'expérience repose sur le fait qu'un photon individuel se retrouve dans un état superposé suite au franchissement des fentes. On peut interpréter ce fait en disant que le photon est passé par les deux fentes en même temps. Mais que se passe-t-il si, insatisfait par cette interprétation des choses, on cherche à détecter par quelle fente le photon "est réellement passé" ?
Le résultat net de l'expérience est qu'on détecte bien que le photon passe soit dans la fente de droite, soit dans la fente de gauche, mais alors la figure d'interférence disparait : le photon n'est plus dans un état superposé suite à la mesure. La détection du photon dans l'une des fentes provoque un "effondrement de la fonction d'onde" et de l'état superposé. Autrement dit, toute tentative de savoir de quel côté le quantum est passé ne permet plus d'obtenir des inerférences.
L'expérience de Young permet donc également de mettre en évidence le problème de la mesure quantique. Ce problème est que les lois quantiques ne prévoient pas directement cet effondrement, et qu'il n'existe donc pas de définition objective et rigoureuse de ce qu'est une "mesure" (voir traitement complet de ce problème dans les articles Chat de Schrödinger et Problème de la mesure quantique).
A l'heure actuelle, des développements sur le sujet permettent de réaliser des expériences très similaires sur des objets de plus en plus volumineux, comme les atomes, les molécules, les condensats de Bose-Einstein. En particulier, on a observé des interférences avec des molécules de fullerène. Ces expériences démontrent que la vision corpusculaire de la matière n'est pas satisfaisante avec des objets de plus en plus gros, d'où la question récurrente de la dualité onde-corpuscule en physique quantique.
(wikipedia)
Fentes de Young
Les fentes de Young sont l'objet d'une expérience de physique réalisée en 1801 par Thomas Young qui consiste à diriger de la lumière sur deux petit trous (ou fentes). La lumière est ensuite récupérée sur un écran. On y observe un motif de diffraction et d'interférences, c'est-à-dire que certains endroits sur l'écran sont totalement sombres, et d'autres sont très lumineux.
Cette expérience permet alors de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière. Elle a été également réalisée avec de la de matière, comme les électrons, neutrons, atomes, molécules, avec lesquels ont observe aussi des interférences. Cela illustre la dualité onde-particule : les interférences montrent que la matière présente un comportement ondulatoire, mais la façon dont ils sont détectés (impact sur un écran) montre leur comportement particulaire.
Or au même moment, en 1961, Claus Jönsson à Tübingen réalisait une expérience où un fil d'araignée métallisé séparant un faisceau d'électrons en deux, produisait des interférences. En 1989, Tonomura et al. ont réalisé une expérience similaire aux fentes de Young (biprisme à électrons) en envoyant un électron à la fois. Ils ont observé la figure d'interférence prédite par la théorie.
l'Experience :
Interprétation quantique du phénomène
L'expérience originelle de Thomas Young pouvait être interprétée de manière « classique » (voir ci-dessus), en utilisant les simples lois de Fresnel, et mettait en évidence le caractère ondulatoire de la lumière.
L'expérience de Young a par la suite été raffinée, notamment faisant en sorte que la source S émette un quantum à la fois. Par exemple, on peut à l'heure actuelle émettre des photons ou des électrons un par un. Ceux-ci sont détectés un par un sur l'écran placé après les fentes d'Young : on observe alors que ces impacts forment petit à petit la figure d'interférences. Selon des lois classiques concernant les trajectoires de ces corpuscules, il est impossible d'interpréter ce phénomène.
L'interprétation quantique du phénomène est la suivante : le quantum émis prend un état superposé lors du franchissement de la plaque : |quantum passe par S1> + |quantum passe par S2> (voir Notation bra-ket). De la fonction d'onde résultante, on peut déterminer pour chaque point de la plaque la probabilité que le quantum y soit détecté. On peut démontrer que la distribution des probabilités suit la figure d'interférence. Autrement dit, le quantum passerait par les deux fentes à la fois, et interfèrerait avec lui-même.
Cette figure montre l'évolution de la fonction d'onde d'un électron au passage des deux fentes. Les niveaux de gris représentent la densité de probabilité de présence de l'électron. La taille réelle de l'électron est en fait bien plus petite que sa zone de probabilité de présence (en forme de cercle) initiale. On voit nettement que l'électron "interfère avec lui-même": les franges d'interférences sont bien visibles au sortir des deux fentes (l'électron possède aussi une certaine probabilité de "rebondir" et de former également une figure d'interférence vers l'arrière).
Destruction de la figure d'interférence. Problème de la mesure
L'interprétation quantique de l'expérience repose sur le fait qu'un photon individuel se retrouve dans un état superposé suite au franchissement des fentes. On peut interpréter ce fait en disant que le photon est passé par les deux fentes en même temps. Mais que se passe-t-il si, insatisfait par cette interprétation des choses, on cherche à détecter par quelle fente le photon "est réellement passé" ?
Le résultat net de l'expérience est qu'on détecte bien que le photon passe soit dans la fente de droite, soit dans la fente de gauche, mais alors la figure d'interférence disparait : le photon n'est plus dans un état superposé suite à la mesure. La détection du photon dans l'une des fentes provoque un "effondrement de la fonction d'onde" et de l'état superposé. Autrement dit, toute tentative de savoir de quel côté le quantum est passé ne permet plus d'obtenir des inerférences.
L'expérience de Young permet donc également de mettre en évidence le problème de la mesure quantique. Ce problème est que les lois quantiques ne prévoient pas directement cet effondrement, et qu'il n'existe donc pas de définition objective et rigoureuse de ce qu'est une "mesure" (voir traitement complet de ce problème dans les articles Chat de Schrödinger et Problème de la mesure quantique).
A l'heure actuelle, des développements sur le sujet permettent de réaliser des expériences très similaires sur des objets de plus en plus volumineux, comme les atomes, les molécules, les condensats de Bose-Einstein. En particulier, on a observé des interférences avec des molécules de fullerène. Ces expériences démontrent que la vision corpusculaire de la matière n'est pas satisfaisante avec des objets de plus en plus gros, d'où la question récurrente de la dualité onde-corpuscule en physique quantique.
(wikipedia)
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