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alain aspect
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Alain Aspect a voulu écrire ce livre pour nous faire partager sa fascination pour le débat entre deux géants de la physique, Niels Bohr et Albert Einstein, portant sur l'interprétation de la mécanique quantique.
Presque un demi-siècle après ses propres expériences, Alain Aspect a reçu le prix Nobel de physique pour avoir montré que l'on doit renoncer à la vision du monde quantique défendue par Einstein.
Alain Aspect replace le débat dans l'incroyable histoire de la physique quantique. Ne cachant pas son admiration pour Einstein, il nous montre comment la controverse quasi philosophique que celui-ci a engagée avec Niels Bohr a conduit à des expériences bien réelles et à l'invention de nouvelles technologies quantiques.
Tout en faisant le récit de son parcours, Alain Aspect nous explique avec passion et clarté comment il a mis en évidence l'une des propriétés les plus extraordinaires de l'intrication quantique, et il tente d'imaginer la réaction d'Einstein à ses résultats expérimentaux.
Un livre majeur.
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Einstein et les révolutions quantiques
Alain Aspect
- CNRS
- Les Grandes Voix De La Recherche
- 21 Novembre 2019
- 9782271125392
La première révolution quantique qui naît notamment sous l'impulsion d'Einstein au début du XXe siècle, bouleverse notre vision du monde, fait émerger des concepts surprenants comme la dualité onde-particule, et conduit à des inventions majeures : le transistor, le laser, les circuits intégrés des ordinateurs.
Moins connu est le développement d'une deuxième révolution quantique initiée en 1935 par le débat entre Albert Einstein et Niels Bohr, et rendue possible à partir de la fin des années 1960 par l'expérimentation sur des particules individuelles. Cette révolution, qui se déroule encore sous nos yeux, repose sur la notion étrange de particules intriquées qui se comportent de manière extraordinairement similaire même lorsqu'elles sont éloignées. Cette notion a été vérifiée en particulier dans les expériences d'Alain Aspect au début des années 1980 et connaît déjà des applications concrètes, notamment en matière de cryptographie. Elle pourrait déboucher à terme sur des technologies nouvelles comme l'informatique quantique.
Tourné vers une physique d'avenir, cet ouvrage raconte une magnifi que histoire de science, dans laquelle l'expérimentation a permis de trancher des débats philosophiques.
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L'impensable hasard ; non-localité, téléportation et autres merveilles quantiques
Nicolas Gisin
- Éditions Odile Jacob
- Poches Odile Jacob
- 5 Octobre 2016
- 9782738134912
Explication du monde à très petite échelle, celle des atomes et des photons, la physique quantique défie la logique ordinaire. La notion d'« intrication » aboutit ainsi à l'existence paradoxale d'un hasard ubiquitaire, capable de se manifester simultanément en plusieurs endroits de notre Univers...
Cette stupéfiante particularité n'est pas une abstraction gratuite ou un jeu de l'esprit?; elle a des applications bien concrètes en cryptographie, pour la protection des données financières et médicales, et a permis la démonstration d'une « téléportation quantique », dont même la science-fiction la plus imaginative peine à entrevoir les possibilités.
Ce livre ne tente pas d'éluder les difficultés logiques imposées par la physique quantique. De « jeu de Bell » en expériences d'intrication, il offre une solide compréhension d'un des domaines les plus fascinants de la physique actuelle.
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Atomes, ions, molécules ultrafroids et technologies quantiques
Robin Kaiser, Michèle Leduc, Hélène Perrin
- EDP Sciences
- Introduction A
- 5 Novembre 2020
- 9782759823772
Les physiciens savent produire des gaz à quelques milliardièmes de degrés au-dessus du zéro absolu. Les méthodes de refroidissement s'appliquent non seulement aux atomes mais aussi aux ions et aux molécules. Ce domaine de recherche a été couronné deux fois par le prix Nobel.
Il s'est extraordinairement enrichi depuis que l'on sait faire varier à volonté les interactions entre les particules et piéger celles-ci avec des pinces optiques ou dans des réseaux optiques à la géométrie ajustable. On édifie ainsi des cristaux artificiels formés d'atomes ou de molécules qui peuvent simuler la structure de la matière et élucider certaines de ses propriétés magnétiques, avec la perspective d'expliquer un jour la supraconductivité à haute température.
Le phénomène d'intrication quantique est à la base de nouveaux dispositifs pour le stockage et la transmission de l'information quantique.
Des progrès spectaculaires sont constamment enregistrés en métrologie. Ainsi des horloges à atomes ou à ions ultrafroids mesurent le temps à mieux qu'une seconde sur la durée de l'Univers. Des gravimètres et gyromètres industriels d'un type nouveau améliorent la sensibilité de la sismologie et la navigation dans l'espace.
En outre, l'extrême précision des mesures permet de tester les lois fondamentales de la physique, par exemple l'électrodynamique quantique, l'invariance de Lorentz ou les éventuelles variations des constantes fondamentales. Le domaine des particules ultrafroides rejoint aujourd'hui ceux de la matière condensée, de la chimie et même de la cosmologie. -
Ultra-cold atoms, ions, molecules and quantum technologies
Collectif
- EDP Sciences
- Current Natural Sciences
- 10 Décembre 2022
- 9782759827459
Physicists know how to produce gases at a few billionths of a degree above absolute zero The cooling methods apply not only to atoms but also to ions and molecules This field of research has three times been awarded the Nobel Prize The field experienced remarkable growth when experimentalists learned how to vary at will the interactions between particles, trapping them with optical tweezers or in optical gratings with adjustable geometry Artificial crystals made of atoms or molecules can be built to simulate the structure of matter and elucidate some of its magnetic properties, hopefully contributing to the understanding of high temperature superconductivity The phenomenon of quantum entanglement is the basis for new devices for the storage and transmission of quantum information Spectacular progress is constantly being made in metrology For example, ultra cold atom or ion clocks measure time to better than one second over the lifetime of the Universe New types of industrial gravimeters and gyroscopes are improving the sensitivity of seismology and navigation in space In addition, the extreme precision of the measurements allows tests of the fundamental laws of physics, such as quantum electrodynamics, Lorentz invariance or possible variations of the fundamental constants The field of ultra cold particles has now reached the stage where it provides insights in the fields of condensed matter, chemistry and even cosmology
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En 1905, Einstein publiait une série d'articles fondateurs sur la relativité, les quanta lumineux et le mouvement brownien. Ces travaux ont ouvert la voie à une bonne partie de la physique du XXe siècle et ils continuent encore aujourd'hui à avoir un impact dans des domaines parfois inattendus. Des physiciens français prestigieux donnent ici leur point de vue sur l'apport d'Einstein à leur domaine respectif en ce début du XXIe siècle.
Ce livre contient sept contributions. La première est une introduction historique écrite par Olivier Darrigol qui décrit en détail la genèse des articles fondateurs de 1905. Alain Aspect et Philippe Grangier montrent comment la notion d'intrication des systèmes quantiques, introduite par Einstein, Podolsky et Rosen, se révèle aujourd'hui
fondamentale pour l'information quantique. Claude Cohen-Tannoudji, Jean Dalibard et Frank Laloé décrivent les développements spectaculaires dans la physique des condensats de Bose-Einstein. Jean-Paul Pocholle (Thales, Orsay) fait le point sur la technologie des lasers, en particulier à semi-conducteurs, et leurs multiples applications dans la vie quotidienne. Bernard Derrida et Éric Brunet soulignent l'influence sur la physique statistique moderne des travaux d'Einstein sur le mouvement brownien. Thibault Damour montre combien la relativité générale est devenue une théorie incontournable à la base de notre compréhension des étoiles massives, des trous noirs, des lentilles gravitationnelles et des ondes gravitationnelles. François Bouchet décrit l'évolution fulgurante de la cosmologie depuis dix ans, qui débouche sur les énigmes de la matière et de l'énergie sombres.
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Introduction aux lasers et à l'optique quantique
Claude Fabre, Alain Aspect, Gilbert Grynberg
- Éditions Ellipses
- 5 Mai 1998
- 9782729857783
« La plupart des ouvrages qui paraissent sur les lasers se divisent en deux catégories : d'une part, ceux qui traitent en détail de la description quantique des interactions matière-rayonnement ; d'autre part, ceux qui insistent sur telle ou telle caractéristique des sources laser et sur les problèmes nouveaux qu'elles permettent d'aborder, comme l'optique non-linéaire, la fusion inertielle ou le transfert d'information. Gilbert Grynberg, Alain Aspect et Claude Fabre ont fait le pari qu'il était possible de combiner ces deux points de vue dans un même ouvrage et de présenter à leurs lecteurs, à la fois les concepts quantiques de base qui permettent de comprendre l'absorption et l'émission de lumière par les atomes, et les principes de fonctionnement des lasers, leurs caractéristiques essentielles et quelques exemples importants d'applications concrètes. Ils ont, je crois, magnifiquement tenu leur pari. »
Claude COHEN-TANNOUDJI, Prix Nobel de Physique 1997, Professeur au Collège de France (extrait de la préface).
Gilbert Grynberg est Directeur de Recherche au CNRS et Professeur à l'École Polytechnique.
Alain Aspect est Directeur de Recherche au CNRS et Professeur à l'École Polytechnique.
Claude Fabre est Professeur à l'Université Pierre et Marie Curie et Maitre de Conférences à l'École Polytechnique.
Leurs travaux de recherche, à l'École Normale Supérieure, à l'Institut d'Optique et à l'Université Pierre et Marie Curie, portent sur l'optique quantique, l'optique non linéaire, la physique atomique et la manipulation d'atomes par laser.
SOMMAIRE
Chapitre I - Processus d'interaction - Evolution des systèmes quantiques. A - Quelques rappels de mécanique quantique - B - Transition entre niveaux discrets sous l'effet d'une perturbation dépendant du temps -. C - Niveau discret couplé à un continuum - Règle d'or de Fermi - D - Conclusion. Compléments : I.1 - Autoionisation -. I.2 - Continuum de largeur variable.
Chapitre II - interaction d'un atome avec une onde électromagnétique classique. A - Processus d'interaction atome - champ électromagnétique - B - Hamiltonien d'interaction - C - Transition entre deux niveaux atomiques sous l'effet d'un champ électromagnétique oscillant - D - Absorption et émission induite entre deux niveaux de durée de vie finie - E - Amplification laser. Compléments : II.1 - Polarisation du rayonnement et transitions dipolaires électriques - Application à la résonance optique et au pompage optique - II.2 - matrice densité et équations de Bloch optiques - II.3 - Effet photoélectrique.
Chapitre III - les lasers. A - Conditions d'oscillation - B - Description des milieux amplificateurs - C - Propriétés spectrales des lasers - D - Lasers en impulsion -. E - Conclusion : pourquoi la lumière laser ? Compléments : III.1 - Cavité résonnante Fabry-Perot - iii.2 - faisceaux gaussiens - Modes transverses d'un laser - III.3 - le laser source d'énergie - III.4 - le laser source de lumière cohérente - III.5 - spectroscopie non-linéaire - III.6 - optique non-linéaire dans les milieux Kerr optiques - III.7 - non-linéarites du second ordre dans les milieux non centrosymétriques -. III.8 - oscillateur paramétrique optique -. III.9 - Largeur spectrale d'un laser : formule de Schawlow-Townes.
Chapitre IV - champs et charges en interaction - approche classique. A - Les équations de l'électrodynamique classique dans l'espace réciproque -. B - Composantes transverses et longitudinales des champs - C - Les potentiels électromagnétiques dans l'espace réciproque -. D - Energie et impulsion du champ de rayonnement - E - Energie et impulsion du système "champ + particules" - F - Conclusion. Complément IV.1 - modèle de l'électron élastiquement lié.
Chapitre V - quantification du rayonnement. A - Principe de la quantification du rayonnement - B - Etats stationnaires du rayonnement libre -. C - Rayonnement monomode - D - Signaux de photodétection - E - Conclusion : dualité onde-corpuscule pour la lumière. Compléments : V.1 - les états comprimés du rayonnement : un aperçu sur la réduction des fluctuations quantiques de la lumière - V.2 - etats à un photon.
Chapitre VI - interaction d'un atome avec un champ électromagnétique quantique. A - Hamiltonien d'interaction en jauge de Coulomb - B - Processus d'interaction - C - Emission spontanée - D - Diffusion d'un photon par un atome - E - Conclusion. Complément vi.1 - électrodynamique en cavité. Exercices.
Index
